人类对电的认识(一)--电的定义
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人类对电的认识(一)
虽然现在人们处处用电,但是电是怎么回事?它倒底蕴含着什么秘密?那波澜壮阔的电闪雷鸣。既让我们胆怯,又让我们好奇,在那乌云茏罩下的天空究景发生了什么?从今天开始就让我们踏上寻找电
的历史脚步吧。
电闪雷鸣
人们认识电就是从上面认识闪电开始的。
我们先来看一下字典中是怎么解释的。在1978年版《现代汉语词典》中有四种解释:
电的定义
1.有电荷存在和电荷变化的现象。电是一种很重要的能源,广泛用在生产和生活各方面,如发光,发热,产生动力等。
2.触电:电门可能有毛病了,我一开灯,电了我一下。
3.电报:急电;通电致贺。
4.报电报:电贺;即电上级请示。
我们现在一般说的电,是第一种解释,也就是说电是一种能源。
现在再让我们看一下国家标准中是怎样规定“电”的定义的。
在国标GB/T2900.1-1992年版中是这样定义的:3.1.1 电electricity 与静电荷或动电荷相联系的能量的一种表现形式。在这里国标中也确实说的是电是一种能量,一种能量的表现形式。但是在
GB/T2900.1-2008年版中是这样规定的:3.3.1 电electricity
与电荷和电流有关的现象的集合。[151-11-01]注1:使用此概念的例子:静电、电的生物效应。注2:在英语中,术语“electricity”也用于表示“electric energy"。
从上面国标中对电的定义的变化,说明人类对电的认识也是由浅入深的。而且说明“电”不但是一种能量。它还是电荷和电流有关现象的集合。这和字典中对“电”的定义也统一起来了。
这也说明人类认识自然也是有一个过程的,是有浅入深的。
祖先对电的认识
我们的祖先很早就注意到了大自然中的雷电现象。例如在甲骨文中的“雷”字就出现了。如下:
稍晚的西周,在青铜器上也出现过“电”字。在西汉时的《淮南子·坠
训形》中就有雷电的记载。其中最后第二段是这样写的:“弱土之气,御
于白天,白天九百岁生白,白九百岁生白Е,白Е九百岁生白金,白金千岁生白龙,白龙入藏生白泉,白泉之埃上为白云,阴阳相薄为雷,激扬为电,上者就下,流水就通,而合于白
海。”这里面就提到了雷是阴阳相薄而为雷。激扬为电。这就是说阴阳两气彼此相挤压,碰撞而产生雷。相互急剧作用产生电。
人类对电的认识是逐步提升,逐步发展的。而且经历了漫长的曲折的道路。我国东汉时期人,王充在《论衡》一书中提到过“顿牟掇芥”等问题,也就是说摩擦琥珀能吸引轻小物体。
在《南齐书》卷十九志第十一中有如下这样的描述:
建元二年闰六月丙戌,戊夜震电。
四年五月五日,雷雹暗都,雷震于乐游安昌殿,电火焚荡尽。
永明八年四月六日,雷震会稽山阴恒山保林寺,刹上四破,电火烧塔,下佛
面窗户不异也。
永明中,雷震东宫南门,无所伤毁,杀食官一人。
这里就是说的雷电流,把塔下的佛面的金属膜,金属被熔化。而窗户仍保持原样。这说明了一个很重要的道理。雷电流是遇到金属而能传导的,而不传导雷电的是木窗。
我们再来看看,沈括在《梦溪笔谈》中对类似现象是怎样描述的。
“内侍李舜举家曾为暴雷所震。其堂之西室,雷火自窗间出,赫然出檐,人以为堂屋已焚,皆出避之。及雷止,其舍宛然,墙壁窗纸皆黔。有一木格,其中杂贮诸器,其漆器银釦者,银悉镕流在地,漆器曾不焦灼。有一宝刀,极坚钢,就刀室中镕为汁,而室亦俨然。人必谓火当先焚草木,然后流金石,今乃金石皆铄,而草木无一毁者,非人情所测也。佛书言“龙火得水而炽,人火得水而灾”,此理信然。人但知人境中事耳,人境之外,事有何限?欲以区区世智情识,穷测至理,不其难哉!”
这里沈括虽没有给出为何金银坚硬之物先熔,而草木却没事的原因。但是他详细地描述了雷电的情形。使我们对雷电的神奇这处产生了好奇和不尽的求知欲。
在我国,摩擦起电现象的记述颇丰,其常用材料早期多为琥珀及玳瑁。
早在西汉,《春秋纬》中就载有“瑇瑁(玳瑁)吸衤若(细小物体)”。《论衡》中也有“顿牟掇芥”,这里的顿牟也是指玳瑁。三国时的虞翻,少年时曾听说“虎魄不取腐芥”。腐芥因含水分,已成为导体,所以不被带电琥珀吸引。琥珀价格昂贵,常有人鱼目混珠。南朝陶弘景则知道“惟以手心摩热拾芥为真”,以此作为识别真假琥珀的标准。南北朝时的雷敩在《炮炙论》中有“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”。他一改别人以手摩擦为用布摩擦,静电吸引力大大增加。西晋张华(232~300)记述了梳子与丝绸摩擦起电引起的放电及发声现象:“今人梳头,脱著衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”。唐代段成式描述了黑暗中摩擦黑猫皮起电:“猫黑者,暗中逆循其毛,即若火星”。摩擦起电也有具体应用。据宋代的张邦基《墨庄漫录》记载:孔雀毛扎成的翠羽帚可以吸引龙脑(可制香料的有机化合物碎屑).“皇宫中每幸诸阁,掷龙脑以辟(避)秽。过则以翠羽扫之,皆聚,无有遗者”。关于摩擦起电的记载还很多。
近代电学正是在对雷电及摩擦起电的大量记载和认识的基础上发展起来的,我国古代学者对电的研究,大大地丰富了人们对电的认识。(待续)