电是美国科学家富兰克林发现的,他通过著名的风筝实验“捕捉天电”,证明闪电和地面的电是同一回事。
1732年,美国的科学家富兰克林认为电是一种没有重量的流体,存在于所有物体中。当物体得到比正常份量多的电就称为带正电;若少于正常份量,就被称为带负电,所谓“放电”就是正电流向负电的过程(人为规定的),这个理论并不完全正确,但是正电、负电两种名称则被保留下来。此时期有关“电”的观念是物质上的主张。
1752年,富兰克林提出了风筝实验。在实验中,他将系上钥匙的风筝用金属线放到云层中,被雨淋湿的金属线将空中的闪电引到手指与钥匙之间,证明了空中的闪电与地面上的电是同一回事。后来他根据这个原理,发明了避雷针。
富兰克林让别人做了多次实验,进一步揭示了电的性质,并提出了电流这一术语。富兰克林对电学的另一重大贡献,就是通过设计1752年著名的风筝实验,“捕捉天电”,证明天空的闪电和地面上的电是一回事。
物质中的电效应是电学与其他物理学科(甚至非物理的学科)之间联系的纽带。物质中的电效应种类繁多,有许多已成为或正逐渐发展为专门的研究领域。
电的发现和应用极大的节省了人类的体力劳动和脑力劳动,使人类的力量长上了翅膀,使人类的信息触角不断延伸。电对人类生活的影响有两方面:能量的获取转化和传输,电子信息技术的基础。
风筝实验和避雷针
1750年,富兰克林出版实验,认为通过暴风雨放飞风筝可以证明打闪是放电。1752年5月10日,法国的托马斯-弗朗索瓦·达利巴尔验证富兰克林实验,用40-英尺(12-米)铁棍代替风筝,从云端收集到电火花。6月15日,富兰克林可能在费城圣司提反圣公会教堂进行著名实验,从云端成功收集电火花。1752年10月19日,富兰克林在《宾夕法尼亚报》描述该实验,但没有提到实验人是自己。
12月21日,该报告在皇家学会诵读,在《哲学快报》刊登。1767年,约瑟夫·普利斯特里在其《电学历史与现状》中出版细则。富兰克林小心站在绝缘体上,在屋顶下避雨,以免遭到电击。俄国格奥尔格·里奇曼教授进行类似的实验时被电击致命。
在文章里,富兰克林提到危险,给出另类方式,如接地。富兰克林没有像流行小说中那样把风筝飞到天上让雷劈,这是要命的!富兰克林放飞风筝,在乌云中收集电荷,说明打雷放电。 10月19日,富兰克林致信英国重复实验时写道:
雨水打湿风筝线让其导电,能发现电流不断流向指旁钥匙,用这个钥匙可以给小瓶,或莱顿瓶充电。从中得到的电火花[可以]用来进行所有电学实验,通常这是借助橡胶玻璃圆罩或管子完成的;因此打闪完全显明相同的电性质。
富兰克林电学实验发明了避雷针。他称尖锐而非圆钝的端顶能够远距离平静释放。他猜测安装“直立铁棍,尖如针头,镀金防銹,在棍底连接导线,通向建筑外地面... 棍顶能够在乌云劈雷前安静吸收电火花,由此保护我们免收突然可怕的恶作剧!” 在自己房子上做了一系列实验后,费城学院(现宾州大学)和宾州大堂(后独立大厅)于1752年安装了避雷针。
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