物理学史3.2 早期的静电学研究
物理学史(3-2)
3—2一、18世纪中叶富兰克林发现莱顿瓶(最原始的电容器)放电可以使缝衣针磁化。
二、1820年4月奥斯特发现电流的磁效应。
三、法国安培曾将恒定电流或磁铁放在导体附近,试图感应出电流,种种尝试均无获。
四、康德提出各种自然现象之间相互联系和相互转化的思想。
五、法拉第发现了电磁感应定律。
六、法拉第还认为,电磁相互作用是通过介质来实现的。
他把这种介质叫作“场”。
七、1834年,物理学家楞次在分析许多实验事实后,得出:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
八、纽曼、韦伯于1845和1846年先后指出:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一点路的磁通量的变化率成正比,后仍称之为法拉第电磁感应定律。
九、英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发一种电场,这种电场与静电场不同,它不是由电荷产生的,叫做感生电场。
3—1一、法拉第提出在电荷的周围存在着由它产生的电场。
处在电场中的其它电荷受到作用力就是这个电场给的。
二、麦克斯韦预言了电磁波的存在。
三、密立根通过油滴实验准确测定电子的电量。
四、法国学者安培提出了著名的安培分子电流假说。
五、16世纪,英国御医吉尔伯特创造了英语中“电”这个词。
六、富兰克林命名正负电荷。
七、库伦用库仑扭秤实验得出库仑定律。
3—5一、核力的特点:(1)核力是强相互作用的一种表现。
在原子核的尺度内核力比库仑力大得多。
(2)核力是短程力。
(3)每个核子只跟邻近的核子发生核力作用。
(4)核力与核子是否带电无关。
(5)稳定的重原子核内,中子数比质子数多。
(6)比结合能越大,原子核中核子结合的越牢固。
原子核越稳定。
(7)铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块,这类核反应称为裂变。
(8)常用的慢化剂有石墨、重水和普通水。
(9)两个轻核结合成质量较大的核,这样的核反应叫做核聚变。
(10)关于原子核内部的最早来自天然放射现象。
(11)德国物理学家伦琴发现了X射线。
静电学基础及应用研究
静电学基础及应用研究静电学是物理学的一个重要分支,研究的是静电现象及其应用。
静电现象是指物体间由于电荷不平衡而产生的电力作用。
静电学的研究内容包括电荷的产生、传导、积聚和放电等。
静电现象在日常生活中随处可见,而且在许多领域中有着广泛的应用。
静电的产生是由于物体上的电荷不平衡所引起的。
当两个物体摩擦时,会发生电荷的转移,其中一个物体失去电子而带正电荷,另一个物体获得电子而带负电荷。
这种电荷的转移过程被称为电离。
例如,当我们用梳子梳头发时,梳子会带上一定的电荷,当梳子靠近小纸片时,纸片会受到梳子的吸引,这就是静电力的作用。
静电的传导是指电荷通过物体的导体传递的过程。
导体是一种能够自由传导电荷的物质,如金属。
当一个带有电荷的物体接触到导体时,电荷会迅速传导到导体上,并在导体表面均匀分布。
这是因为导体内部的电子可以自由移动。
例如,当我们用手触摸一个带有电荷的金属物体时,我们会感觉到电流的流动。
静电的积聚是指电荷在物体上积聚的过程。
当一个物体带有电荷时,它会影响周围的物体。
如果周围的物体是绝缘体,如塑料或橡胶,它们无法传导电荷,因此电荷会在物体表面积聚。
这种现象可以通过摩擦产生,也可以通过电场的作用产生。
例如,当我们用塑料梳子梳头发时,头发上的电荷会被塑料梳子吸引,使得头发竖立起来。
静电的放电是指电荷从一个物体转移到另一个物体的过程。
当两个带有电荷的物体靠近时,电荷会通过空气或其他介质进行放电。
这种放电现象可以产生闪电,也可以用于静电喷涂、静电除尘等应用中。
例如,静电喷涂是利用静电力将涂料粒子带电后喷涂在物体表面上,使得喷涂均匀且精确。
静电学的应用研究在许多领域中发挥着重要的作用。
在工业领域,静电除尘技术被广泛应用于空气净化和粉尘控制。
它可以有效地去除工业生产中产生的细小颗粒物,提高空气质量和生产效率。
在医疗领域,静电除菌技术被用于无菌手术和器械消毒,可以有效地杀灭细菌和病毒,保护患者的健康。
在电子领域,静电消除技术被用于防止静电对电子产品的损害,保证电子设备的正常运行。
3-1 3-2 物理学史整理
3—1 3—2 重点物理学史1、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。
(课本P4、课本P37)2、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律,并测出了静电力常量k的值(库仑扭秤实验).(课本P6)3、1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。
法拉第不仅提出了场的概念,而且形象的描绘了场的清晰图像。
(课本P14)4、范德格拉夫研究发明了静电加速器。
(课本P38)5、1826年德国物理学家欧姆(1787—1854)通过实验得出欧姆定律。
(课本P60)6、1911年,荷兰科学家昂尼斯(或昂纳斯)发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象。
7、1820年,丹麦物理学家奥斯特意外的发现发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应。
(课本P81)8、法国物理学家安培提出了安培分子电流假说,很好的解释了磁现象的电本质。
(课本P87)9、麦克斯认为,磁场变化时会在空间激发感生电场,处在场中的导体就会产生感应电动势.10、英国物理学家汤姆生发现电子,并指出:阴极射线是高速运动的电子流。
11、汤姆生的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。
12、1932年,美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子.(最大动能仅取决于磁场和D形盒直径,带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同)(课本P101)13、纽曼和韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后,于1845年和1846年先后指出:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,后人称之为法拉第电磁感应定律.(课本P15)14、16世纪末,英国人吉伯第一个研究了摩擦是物体带电的现象。
15、1752年,富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针。
物理学史3-1,3-2
选修3—1 物理思想方法学史
2页:希腊人泰勒斯发现摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。
英国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷。
4页:元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的。
这是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因。
6页:库仑在前人工作的基础上通过实验研究确认了库仑定律。
点电荷是理想化的模型。
10页:法拉第首先提出了“场”的概念和用电场线,磁感线形象地描述电场和磁场。
但他当年认为这些线是存在的,如今人们已不认同这一
观点。
38页:范德格拉夫静电加速器。
80页:富兰克林发现莱顿瓶放电能使缝衣针磁化。
库仑,托马斯.杨,安培等著名物理学家,都认为电和磁是互不相关的两回事。
81页:奥斯特发现了电流的磁效应。
安培等人又发现不仅通电导线对磁体有力的作用,磁体对通电导线
也有力的作用。
87页:安培提出了著名的分子电流假说。
101页:质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的,证实了同位素的存在。
选修3—2 物理思想方法学史
3页:法拉第发现电磁感应。
11页:楞次定律。
15页:纽曼,韦伯总结出电磁感应定律。
参考资料静电学发展简史2
参考资料·静电学开展简史人类很早就有对电现象和磁现象的观察记载。
公元前六世纪的古希腊哲学家塞利斯就己发现摩擦过的琥珀能吸引轻小物体;我国东汉时期,王充在?论衡?一书中也提到“顿牟掇芥〞(顿牟即琥珀,掇是拾、吸起的意思,芥指微小之物)。
王充还认为雷电现象不过是“一声一气〞——气即如今之所谓放电。
第一个从理论高度来研究电和磁现象并提出了比拟系统的原始理论的人是英国的吉尔伯特(1544~1603)。
他将金刚石、蓝宝石、硫磺、树脂、明矾等许多物质一一摩擦,发现他们都有吸引轻小物体的作用。
吉尔伯特为了把这种作用与磁作用加以区别,便引入了“电的〞(electric)作用这个词。
但他认为电的作用只是一种吸引作用;电和磁是截然无关的,这显然是不正确的。
吉尔伯特还制作了第一只可供实验用的验电器——用一根极细的金属棒,中心固定在支座上,棒可自由转动,由于棒极轻,当摩擦后的物体靠近棒时,棒会被吸引而转过来。
1660年德国马德堡的一位酿酒商、工程师奥托·冯·格里凯(1602~1686)创造了第一台可产生大量电荷的摩擦起电机——他做了一个足球那样大的硫磺球,穿在轴上并可自由转动,将枯燥的手掌压在硫磺球上,不断地转动球,球面上就有越积越多的电荷,摩擦起电机在当时实验中起了重要的作用。
1720年英国人格雷(约1675~1736)对电荷能不能传递作了研究,他用一条绳子竟然使电传到24米远处。
他还发现了导体和绝缘体的区别。
法国人杜菲(1698~1739)发现绝缘的金属也能通过摩擦的方法起电,他勇敢地用自已的身体作带电实验,当放电时他感到了针刺般的电击、听到了噼噼啪啪的声响。
他用金箔代替金属细棒改良了验电器。
他通过许多物质摩擦起电实验后,发现了带电物体间的吸引和排斥,指出“互相吸引的物体具有不同的电性,互相排斥的物体具有相同的电性〞。
摩擦得来的电往往会在空气中逐渐消失。
荷兰莱顿大学物理学教授马森布洛克(1692~1761)在1745年创造了莱顿瓶。
静电场的研究
静电场的研究静电场是物理学中一种基本的场,它由电荷所产生的电力场组成,是物质间相互作用的一种形式。
在近代物理学的研究中,静电场的研究可追溯到16世纪,但是它后来一直以来并未被充分重视,直到17世纪末,英国科学家乔治科尔伯特(George Coulomb)研究静电场系统,他开创了实验物理学的先河,为理论物理学提供了科学的根据,推动了现代物理学的发展。
科尔伯特将两个电荷放置在空间里,观察它们之间的相互作用,研究了电荷之间的力,由此得出“科尔伯特定律”,它是说:两个静态电荷之间的作用力,可以用下式来表示:F=k q1 q2/r^2,其中F是作用力的大小,k是一个常数,q1、q2分别是两电荷的大小,r是它们之间的距离。
从此,世人就开始仔细研究静电场,探讨它在自然界中的作用,以及它如何在物理实验中被量化。
19世纪,经过一系列实验研究,物理学家终于建立起完整的静电场理论,研究了静电场的性质和其中的潜在规律,如规律的能量传输和电磁场的联系,以及电荷的聚集和分散情况等。
后来,由于电磁学的发展,静电场的理论得到了改进和补充,静电场的研究突破了物质间的作用,向更多的细节深入地探究,并将其与其他现象联系起来,从而更好地发掘了物质间的关系和它们的性质、结构等。
随着时代的发展,物理学家们也进一步探究了静电场的性质和规律,他们研究了电磁场的起源,对比分析了电磁场与静电场的区别,其中包括了电磁场的旋转性、能量传输机制以及电磁场和重力场的关系等。
同时,物理学家们还研究了电荷在静电场中的性质、单位电荷的作用时间以及电荷在静电场中的分布等,为更深入地研究静电场奠定了基础。
此外,静电场在应用方面也有一定的作用。
例如,它可以用来控制大型油轮在水面上的运动和航行,同时也可以用于定位系统的研制,用于船舶的定位和海上航行的把握。
此外,它还可以用于精确测量一个地方的磁场幅度,或者用于检测地下的地磁场移动等。
由此可见,静电场的研究一直推动着物理学的发展,它不仅在理论探究方面起着重要作用,而且在应用上也发挥着不可低估的价值,为世界各国把握物质之间的相互作用,及其对物理现象的量化提供了思路和发展方向。
电磁物理学发展史笔记整理
电磁物理学发展史笔记整理电磁物理学是物理学的一个重要分支,主要研究电磁现象及其规律。
它的发展史可以追溯到古代,但真正意义上的快速发展和突破则是在19世纪和20世纪。
以下是对电磁物理学发展史的简单梳理:1.静电和静磁的研究在古代,人们就开始对静电和静磁现象进行观察和研究。
例如,人们发现摩擦过的琥珀可以吸引轻小的物体,这可能是最早的静电实验之一。
此外,古人也发现了磁石的吸引力和指南北的特性。
在17世纪和18世纪,科学家们开始进行更为系统和精确的研究。
例如,英国物理学家吉尔伯特(William Gilbert)在其著作《磁石论》(De Magnete)中详细地研究了磁力的性质和作用,为后来的磁学研究奠定了基础。
2.库仑定律的发现在18世纪,法国物理学家库仑(Charles-Augustin de Coulomb)通过实验发现了库仑定律,这个定律描述了真空中两个静止电荷之间的相互作用力,为静电学和静磁学的发展提供了重要的理论基础。
3.麦克斯韦的电磁理论在19世纪中叶,英国物理学家麦克斯韦(James Clerk Maxwell)将当时已知的关于电和磁的各种理论进行了统一,并提出了麦克斯韦方程组。
这个方程组描述了电场、磁场和电磁波之间的关系,奠定了电磁场理论的基础。
4.赫兹的实验验证在19世纪末,德国物理学家赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)通过实验成功地证明了电磁波的存在和传播。
这一发现为电磁学的发展和应用奠定了坚实的基础。
5.相对论与量子力学的影响在20世纪初,爱因斯坦提出了相对论,这个理论将电磁学与时空联系在一起,改变了我们对物理世界的认识。
同时,玻尔等科学家提出了量子力学理论,这个理论解决了光电效应等一些经典物理学无法解释的现象,为现代物理学的发展奠定了基础。
6.现代电磁学的研究与应用在20世纪以后,随着科学技术的发展和应用需求的增加,电磁学得到了更为广泛和深入的研究。
例如,雷达、电视、手机等电子设备的发明和应用都离不开电磁学的支持。
高中物理选修3-2物理学史
人物
生平
贡献
专有名词
1777年8月14日-1851年3月9日
汉斯·奥斯特
丹麦物理学家、化学家
在物理学领域,他首先发现载流导线的电流会产生作用力于磁针,使磁针改变方向。
电磁感应Electromagnetic Induction
1736 --1806
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ库仑
法国工程师、物理学家
1773年发表有关材料强度的论文,所提出的计算物体上应力和应变分布情况的方法沿用到现在,是结构工程的理论基础。1777年开始研究静电和磁力问题。研究中发现线扭转时的扭力和针转过的角度成比例关系,从而可利用这种装置测出静电力和磁力的大小,这导致他发明扭秤。他还根据丝线或金属细丝扭转时扭力和指针转过的角度成正比,因而确立了弹性扭转定律。他根据1779年对摩擦力进行分析,提出有关润滑剂的科学理论,于1781年发现了摩擦力与压力的关系,表述出摩擦定律、滚动定律和滑动定律。设计出水下作业法,类似现代的沉箱。1785~1789年,用扭秤测量静电力和磁力,导出著名的库仑定律。库仑定律使电磁学的研究从定性进入定量阶段,是电磁学史上一块重要的里程碑。
库仑定律COULOMB’S LAW
1791年9月22日~1867年8月25日
迈克尔·法拉第
英国物理学家、化学家,也是著名的自学成才的科学家
1831年,他作出了关于电力场的关键性突破,永远改变了人类文明。[1]迈克尔·法拉第是英国著名化学家戴维的学生和助手,他的发现奠定了电磁学的基础,是麦克思韦的先导。1831年10月17日,法拉第首次发现电磁感应现象,在电磁学方面做出了伟大贡献。
1804年~ 1865年2月10日
楞次
1830年被选为圣彼得堡科学院通讯院士,1834年选为院士
探索电磁学中的静电学现象
探索电磁学中的静电学现象静电学是电磁学的一个重要分支,研究的是电荷在静止状态下所表现出来的现象和规律。
在我们的日常生活中,静电学现象无处不在。
从我们触摸金属物体时的电击感,到摩擦产生的静电吸附,静电学现象无时不刻地影响着我们的生活。
本文将探索一些有关静电学的现象和实验,深入了解这个神奇而又有趣的学科。
静电学的研究始于古希腊时期,当时的学者们发现琥珀经过摩擦后会吸引小物体,这一现象被称为琥珀现象。
这个简单的实验启发了人们对电荷性质的探索。
随着科学技术的发展,人们逐渐发现了更多的静电学现象,并提出了一系列的理论来解释这些现象。
静电学的一个重要概念是电荷。
电荷是物质所带的一种基本属性,分为正电荷和负电荷。
同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。
这一规律被称为库仑定律,是静电学的基础。
我们可以通过实验来验证这一定律。
例如,将两个相同的金属球体带上相同电荷,它们会相互排斥;而带上不同电荷时,它们会相互吸引。
这个实验简单却能直观地展示出静电学的基本原理。
静电学的另一个重要现象是静电吸附。
当两种材料摩擦时,会发生电子的转移,使得一种材料带正电荷,另一种材料带负电荷。
这种静电荷的不平衡会导致物体之间的吸附现象。
例如,我们常常会发现在干燥的天气中,衣物和头发之间会产生静电吸附,使得头发贴在衣物上。
这种现象可以通过改变材料的性质来减少,例如使用防静电剂或者涂抹一些水分。
除了静电吸附,静电学还涉及到静电排斥。
当两个带同性电荷的物体靠近时,它们会相互排斥。
这一现象可以通过实验来观察到。
例如,将两个带有相同电荷的悬浮球放在一起,它们会互相推开。
这种排斥现象也是静电学中的一个重要概念,对于理解电荷之间的相互作用有着重要的意义。
静电学的研究不仅仅停留在理论层面,还有很多实际应用。
例如,静电学在喷墨打印机中起到了重要的作用。
打印机通过将墨水喷射到纸上,利用静电吸附使墨水固定在纸上,从而实现打印功能。
此外,静电学还应用于电子设备的防静电措施,以避免静电对电子元件的损坏。
静电现象的早期研究
静电现象的早期研究静电现象的早期研究静电现象的早期研究江苏省丰县中学胡世良 1月15日人们对电现象的初步认识很早就有记载,早在公元前585年,古希腊哲学家塞利斯,已经发现了摩擦过的琥珀能吸引碎草等轻小物体.我国在东汉时期的王充在《论衡》一书中提到"顿牟掇芥"等问题,所谓顿牟就是琥珀,掇芥意即吸引籽菜,就是说摩擦琥珀能吸引轻小物体。
西汉末年,有关于"玳瑁吸(细小物体之意)的记载,以及"元始中(公元三年)……矛端生火",即金属制的矛的尖端放电的记载。
晋朝(公元三世纪)还有关于摩擦起电引起放电现象的记载:"今人梳头,解著衣,有随梳解结,有光者,亦有声。
在对电现象的早期研究中,最早进行系统研究的首推英国医生威廉.吉尔伯特,他在文章中说:"随便用一种金属制成一个指示器……在这个指示器的另一端,移近一个轻轻摩擦过的琥珀或者是光滑的磨擦过的宝石这指示器就会立即转动",他通过大量的实验驳斥了许多关于电的迷信说法,并且发现不仅摩擦过的琥珀有吸引轻小物体的性质,而且其它物质象金刚石、水晶、硫磺、硬树脂、明矾等也有这种性质,他把这种性质称为电性。
1660年,马德堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机,他用硫磺制成形如地球仪的可转动物体,用干燥的手掌擦着干燥的球体使之停止可获得电,盖利克的摩擦起电机经过不断改进,在静电实验中起着非常重要的作用。
世纪中叶,电学实验逐渐普及,在法国和荷兰有不少人公开表演认为娱乐。
1731年,英国牧师格雷从实验中发现,由摩擦产生的电在玻璃和丝绸这类物体上可以保持下来而不流动,而有的物体如金属,它们不能由摩擦而产生电,但却可以用金属丝把房里摩擦产生的电引出来绕花园一周,在末端仍具有对轻小物体的吸引作用,他第一次分清了导体和绝缘体,并认为电是一种流体。
静电现象早期的研究与探索人们对电现象的初步认识很早就有记载
说明:该部分属于“电磁学”部分选修静电现象早期的研究与探索人们对电现象的初步认识很早就有记载,早在公元前585年,古希腊哲学家塞利斯,已经发现了摩擦过的琥珀能吸引碎草等轻小物体.我国在东汉时期的王充在《论衡》一书中提到“顿牟掇芥”等问题,所谓顿牟就是琥珀,掇芥意即吸引籽菜,就是说摩擦琥珀能吸引轻小物体。
西汉末年,有关于“玳瑁吸(细小物体之意)的记载,以及“元始中(公元三年)……矛端生火”,即金属制的矛的尖端放电的记载。
晋朝(公元三世纪)还有关于摩擦起电引起放电现象的记载:“今人梳头,解著衣,有随梳解结,有光者,亦有声。
在对电现象的早期研究中,最早进行系统研究的首推英国医生威廉·吉尔伯特,他在文章中说:“随便用一种金属制成一个指示器,在这个指示器的另一端,移近一个轻轻摩擦过的琥珀或者是光滑的磨擦过的宝石这指示器就会立即转动”,他通过大量的实验驳斥了许多关于电的迷信说法,并且发现不仅摩擦过的琥珀有吸引轻小物体的性质,而且其它物质象金刚石、水晶、硫磺、硬树脂、明矾等也有这种性质,他把这种性质称为电性。
1660年,马德堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机,他用硫磺制成形如地球仪的可转动物体,用干燥的手掌擦着干燥的球体使之停止可获得电,盖利克的摩擦起电机经过不断改进,在静电实验中起着非常重要的作用。
18世纪中叶,电学实验逐渐普及,在法国和荷兰有不少人公开表演认为娱乐。
1731年,英国牧师格雷从实验中发现,由摩擦产生的电在玻璃和丝绸这类物体上可以保持下来而不流动,而有的物体如金属,它们不能由摩擦而产生电,但却可以用金属丝把房里摩擦产生的电引出来绕花园一周,在末端仍具有对轻小物体的吸引作用,他第一次分清了导体和绝缘体,并认为电是一种流体。
电既是一种流体,而流体比如水是可以用容器来蓄存的,1745年,德国牧师克茉斯脱,试用一根钉子把电引到瓶子里去,当他一手握瓶,一手摸钉子时,受到了明显的电击。
1746年,荷兰莱顿城莱顿大学的教授彼得.冯.慕欣布罗克无意中发现了同样的现象,用他自己的话说:“手臂和身体产生了一种无形的恐怖感觉,总之,我认为自己的命没了”。
静电学的发展简史
静电学的发展简史在牛顿之后,还有个力让人充满疑惑,这就是磁力。
前面说过,重力与其他力区别在于可以远距离作用,这个区别最终让人类找到了万有引力。
而磁力和带电体之间也可以做到远距离作用,那么它们与重力(引力)是否一样呢?卡文迪许的扭秤实验非常成功,其亮点在于他采用了发光镜。
在那个年代,卡文迪许并不是唯一一位用扭秤做实验的人。
当时法国也有一位科学家用扭秤做实验。
这位科学家做实验的目的是为了测量当时时髦的带电体之间的吸引力与斥力。
这位科学家叫库仑(Coulomb 1736—1806)。
他的实验比卡文迪许晚了好几年,虽然都是叫扭秤实验,但是他的灵感来源于法国政府悬赏改良航海用的指南针,当时指南针由于摩擦力缘故会出现不准确的情况。
当他发现用头发丝把磁针悬挂起来,会减小磁针于转盘的摩擦力,就会更加精确。
由此他还算出转动角度和扭力成正比,确立弹性扭转定律。
再根据这些比例关系,从而做了扭秤实验:其结果是带电小球之间的吸引力可以用公式表达:似曾相识的公式。
没错,和牛顿的万有引力公式几乎一致,从而证实了力就是力,不分彼此。
这让库仑再开心不过了,能和有史以来最伟大的科学家相提并论,是多么荣耀的一件事。
所以他对电和磁提出一些观点,就很举足轻重了,当他被问到静电和静磁之间有什么瓜葛时,他十分坚定的认为:没有瓜葛。
这个草率的回答,颇让后人伤透了脑筋。
这个实验比卡文迪许的要轻松一点,毕竟电荷之间的吸引力比万有引力大多了,所以不需要细微的刻度。
但是同样也设置精巧,开始库仑将其放入真空的玻璃罩中,现在已经真实了在均匀的空气中也可以。
库仑研究静电学不算早,但是他提出的库仑定律将静电学划分成两个时代:1.早期的定性时代;2.此后的定量时代。
早期有多早?我们还要回到那个什么都有源头的古希腊时代。
1.公元前600年左右,古希腊哲学家泰勒斯(约公元前624—公元前547)曾研究过磁石的此现象,但一不小心,自己穿的丝绸衣服擦到了琥珀,他发现衣服竟然能带起了一些细小的颗粒状物体。
学习中的趣味历史追溯电的发现和发展
学习中的趣味历史追溯电的发现和发展电,作为我们日常生活中不可或缺的一部分,早已深入到了我们的衣食住行中。
然而,你是否曾好奇过电的发现和发展的历史呢?让我们一起来探寻电的奇妙之旅吧。
一、电的发现电的早期研究可以追溯到古希腊时期。
公元前600年左右,希腊的一位哲学家称为“图利叶斯”的人发现了琥珀摩擦产生静电现象。
这个重大的发现为后来电的研究奠定了基础。
二、电的发展1. 静电的研究静电的研究是电学发展的起点。
随着时间的推移,科学家们开始研究电的性质和现象。
17世纪,著名科学家本杰明·富兰克林通过风筝实验,发现了正负电荷和导电性的存在,为静电学的研究做出了突破。
2. 电流的发现18世纪末,意大利科学家路易吉·加尔瓦尼通过一系列实验发现了电流现象。
他将铜线与蛙腿接触时,发现在受到电击的情况下蛙腿会抽动。
这一发现为后来的电流研究提供了线索。
3. 电的发展和应用19世纪初,英国科学家迈克尔·法拉第发现了电和磁的相互作用关系,进一步推动了电学的发展。
在随后的几十年里,发电机、电池和电线等设备的发明相继出现,电的应用领域逐渐扩大。
三、电的重要应用1. 交流电的应用交流电是目前最常用的一种电流形式。
通过电动机、发电机和变压器等装置,交流电被广泛应用于家庭、工业和交通等领域。
它不仅为我们的生活提供了方便,也是现代社会运转的基础。
2. 电磁感应的应用电与磁的相互关系被运用到电磁感应技术中。
这种技术被应用在电动设备、变压器和电磁炉等各个方面。
电磁感应还广泛应用于通信技术中,手机等无线设备的发展离不开电磁感应的应用。
3. 电子技术的发展电子技术是电学发展的重要组成部分。
通过集成电路、半导体和微处理器等技术的发展,电子设备的功能和性能得以极大提升。
如今,我们已经离不开电子设备,包括计算机、智能手机和电视等,这些设备的出现极大地改变了我们的生活方式。
四、电的未来展望随着科技的不断进步,电的应用将进一步拓展。
静电学的发展简史
静电学的发展简史你知道吗,在你身上和你周围就带有很高的静电电压,几百伏、几千伏甚至几万伏。
特别是在干燥的季节,当你脱衣服或用手去触摸金属体时,会产生电击感,此时你带静电达几千伏至几万伏以上。
微小的静电放电能量能引燃很多爆炸性混合物。
近年来随着科学技术的飞速发展,静电放电问题越来越受到重视。
许多工业发达国家都建立了静电研究机构。
我国从60年代末开始开展了一些静电研究工作, 特别是80年代开始以来, 我国的静电研究发展极为迅速。
静电研究和应用的范围也越来越广,科研队伍不断壮大, 静电技术日益受到各级领导和全国科技工作者的重视,本文简要介绍静电学的发展历程。
1.古代对静电现象的研究:有关电的记载可追溯到公元前6世纪。
早在公元前585年,希腊哲学家泰勒斯已记载了用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小物体的现象,(琥珀是松柏类植物的树脂流入地下后形成的化石,多为具有黄色光泽的透明固体,是古希腊人随身佩戴的一种高贵的装饰品),后来又有人发现摩擦过的煤玉也具有吸引轻小物体的能力。
在中国,西汉末年(公元前20年左右)已有“碡瑁(玳瑁)吸偌(细小物体之意)”的记载;晋朝时进一步还有关于摩擦起电引起放电现象的记载:“今人梳头,解著衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”。
这些关于电的知识,都是由生活经验得出的,比较零散,而且这些现象被看成与磁石吸铁一样,属于物质具有的性质,在以后的2000多年中,没有什么其他重大的发现。
2.吉尔伯特最先系统研究电磁现象:吉尔伯特(1544—1603)是英国女王伊丽莎白一世的御医。
他在从事医学工作之余,潜心研究磁现象和摩擦起电现象,于1600年出版他的研究成果《论磁》。
他首先确定琥珀的吸引和磁石的吸引是两种不同的现象。
磁石本身就具有吸引力,而琥珀则要经过摩擦后才有吸引力;磁石只能吸引具有磁性的物体,而经过摩擦的琥珀则能吸引任何轻小物体。
吉尔伯特利用各种物质做了许多摩擦起电的实验,他发现除琥珀外,金刚石、蓝宝石、水晶、玻璃、硫磺、硬树脂、云母、岩盐等,经摩擦后都有吸引轻小物体的作用。
1静电学的发展回顾
电量:带电体所带电荷的量值,一般用q表示,在SI制 中,其单位为库仑(C)。
q ne
n=1,2,3,…
e =1.602176462×10-19库仑(C)
得 到 电 子 带 负 电
失 去 电 子 带 正 电
实际研究——点电荷模型
只有电量而无几何限度的理想模型
在要求相对不高 的情况下
Q 任意值
电荷守恒定律(P138倒二段): 在一个和外界没有电荷交换的系统内,正负电荷的 代数和在任何物理过程中保持不变。
Q c
i
电荷守恒定律是物理学中普遍的基本定
连同能量守恒定律一样是宏观和微观世界 中都成立的定律。(普适定律)
[德]Gerog Wilheh Richman(1711-1753)
重大意义
富兰克林的石腊平台实验
+
-
富兰克林的贡献 玻棒——正电荷 硬橡胶棒——负电荷 性质:同号电荷相斥,异号电荷吸引。
-e
I
电荷量子化
原子结构图1 原子结构图2
1906-1917年,密立根用液滴法首先从实验上证明了, 微小粒子带电量的变化不连续。
早 期 验 电 工 具
1678年Guericke制造了第一个摩擦静电起电机
1709年英国科学家 (Francis Hauksbee,1666-1712) 第一个静电计
29英尺/秒
今天的验电器
1英寸
静电感应现象
库仑 Coulomb (1736—1806)
法国工程师、物理学家。 1736年6月14日生于 法国昂古莱姆。1806年8月23日 在巴黎逝世。早年就读 于美西也尔工程学校。 离开学校后,进入皇家军事工程队当工程师。 法国大革命时期,库仑辞去一切职务,到布 卢瓦致力于科学研究。法皇执政统治期间, 回到巴黎成为 新建的研究院成员。
3.2早期的静电学研究
§3.2 早期的静电学研究早在公元前5世纪的希腊时代,就有了关于静电现象的历史记载。
Electricity(电)这个字的起源就来自希腊文的“琥珀”(electron)。
我国西汉末年(公元20年前)有“碡瑁吸衤若”的记载,说的是经过摩擦的玳瑁能够吸引微小的物体。
西晋时期,《博物志》中,也有摩擦起电的记载。
当然比起磁学来,电学发展还是较晚的,这主要是因为磁学有指南针等方面的应用,而电学则不过是宫庭中的娱乐对象。
直到1660年盖里克发明摩擦起电机,才有可能对电现象作详细观察和细致研究。
这种摩擦起电机实际上是一个可以绕中心轴旋转的大硫磺球,用人手或布帛摸抚转动的球体表面,球面上就可以产生大量的电荷。
1705年豪克斯比(F.Hauksbee)用空心玻璃壳代替硫磺球,后来别的实验家又陆续予以改进,直到18世纪末,摩擦起电机都一直是研究电现象的基本工具。
1720年,格雷(S.Gray,1675—1736)研究了电的传导现象,发现导体与绝缘体的区别。
随后,他又发现导体的静电感应现象。
1733年,杜菲(duFay,1698—1739)经过实验区分出两种电荷,他分别称之为松脂电(即负电)和玻璃电(即正电),并由此总结出静电作用的基本特性:同性相斥,异性相吸。
莱顿瓶的发明使电现象得到更深入的研究,这是克莱斯特(Kleist,1700—1748)和马森布洛克(Musschenbrock,1692—1761)在1745—1746年分别独立作出的。
富兰克林(BenjaminFranklin,1706—1790)进一步对放电现象进行研究。
他发现了尖端放电,发明了避雷针,研究了雷电现象,从莱顿瓶的研究中,提出了电荷守恒原理。
1747年富兰克林用电流体假说阐述了这一思想。
接下来是康顿(John Canton)在1754年用电流体假说解释了静电感应现象。
至此,静电学三条基本原理:静电力基本特性、电荷守恒和静电感应原理都已经建立,对电的认识有了初步的成果。
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3.2早期的静电学研究
早在公元前5世纪的希腊时代,就有了关于静电现象的历史记载。
Electricity(电)这个字的起源就来自希腊文的“琥珀”(elec-tron)。
玳
瑁能够吸引微小的物体。
西晋时期,《博物志》中,也有摩擦起电的记载。
当然比起磁学来,电学发展还是较晚的,这主要是因为磁学有指南针等方面的应用,而电学则不过是宫庭中的娱乐对象。
直到1660年盖里克发明摩擦起电机,才有可能对电现象作详细观察和细致研究。
这种摩擦起电机实际上是一个可以绕中心轴旋转的大硫磺球,用人手或布帛摸抚转动的球体表面,球面上就可以产生大量的电荷。
1705年豪克斯比(F.Hauksbee)用空心玻璃壳代替硫磺球,后来别的实验家又陆续予以改进,直到18世纪末,摩擦起电机都一直是研究电现象的基本工具。
1720年,格雷(S.Gray,1675—1736)研究了电的传导现象,发现导体与绝缘体的区别。
随后,他又发现导体的静电感应现象。
1733年,杜菲(du Fay,1698—1739)经过实验区分出两种电荷,他分别称之为松脂电(即负电)和玻璃电(即正电),并由此总结出静电作用的基本特性:同性相斥,异性相吸。
莱顿瓶的发明使电现象得到更深入的研究,这是克莱斯特(Kleist,1700—1748)和马森布洛克(Musschenbrock,1692—1761)在1745—1746年分别独立作出的。
富兰克林(Benjamin Franklin,1706—1790)进一步对放电现象进行研究。
他发现了尖端放电,发明了避雷针,研究了雷电现象,从莱顿瓶的研究中,提出了电荷守恒原理。
1747年富兰克林用电流体假说阐述了这一思想。
接下来是康顿(John Canton)在1754年用电流体假说解释了静电感应现象。
至此,静电学三条基本原理:静电力基本特性、电荷守恒和静电感应原理都已经建立,对电的认识有了初步的成果。
然而,如果不建立定量的规律,电的知识还不能形成一门严密的科学。