2017年12月30日 星期六

科學史:靜電

【靜電的發展史】

1.康熙字典對「電」字的釋義為:陰陽激耀,從雨從申(與下雨、打雷的天象相關);西周的青銅器已出現「電」字。
2.西元前600年左右,希臘的哲學家泰利斯(Thales,640-546B.C.)就知道布摩擦過的琥珀會吸引絨毛或木屑,這種現象稱為靜電(static electricity)。希臘文的琥珀為elektron,衍生為英文的電electricity。
3.古籍《論衡》(約公元一世紀,即東漢時期)一書中曾有關於靜電的記載,當琥珀或玳瑁經摩擦後便能吸引輕小物體,也記述了以絲綢摩擦起電的現象,但古代中國對於電並沒有太多了解。
4.西元三世紀,晉朝張華的《博物志》中也有記載:「今人梳頭,解著衣,有隨梳解結,有光者,亦有吒聲。」這裡記載頭髮因摩擦起電發出的閃光和劈啪之聲。
5.17世紀,吉爾伯特發現帶電體(通過摩擦可以帶電的物體)與非帶電體之區別;蓋里克發現電的排斥現象,發明摩擦起電機(他的另一個有名之事便是進行馬德堡半球實驗)。
6.1734年,迪費(Du Fa,1698-1739)發現兩類不同的電,一種稱為「玻璃電」,發生在玻璃、水晶、寶石、動物毛髮、羊毛等,另一類稱為「琥珀電」,在琥珀、樹脂、絲、線繩、紙等物體上。但後來人們發現,玻璃質物體也可以產生樹脂電,反之亦同。
7.18世紀時,有一位叫華生的美國人做了一個實驗:他把一個男孩用絲線水平地吊起,讓他的雙腳和一個轉輪接觸,當轉輪旋轉,產生了電,電從男孩的雙腳傳遞到手上,便能把托盤上的稻穀吸起來。
8.1752年,美國科學家富蘭克林進行了「費城風箏實驗」,連結天電和地電,弄清楚雷電的本質。他的風箏是用一塊絲帕做成的,上面繫著一根引電用的細金屬棒,牽引風箏的麻繩末端繫著一把鑰匙,當天空中打雷的時候,地上的鑰匙就發出了火花,並使萊頓瓶充了電,通過這個實驗,他斷定天空中的雷電跟地上兩個物體摩擦所生的靜電本質相同。
9.富蘭克林認為電是一種沒有重量的流體,存在於所有物體中。物體得到比正常份量多的電就稱為「帶正電」;若少於正常份量,就被稱為「帶負電」,所謂「放電」是正電流向負電的過程,這個理論並不完全正確,因今天我們知道電實際上是帶負電荷的電子造成的,正電恰好意味著電子的缺失,負電才是電子的多餘,但是正電、負電兩種名稱則被保留下來;此時期有關「電」的觀念是物質上的主張。

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