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电力如何运作

经过:马歇尔大脑,威廉·哈里斯(William Harris&)罗伯特·兰姆(Robert Lamb)

静电和库仑定律

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莱顿罐子的插图

即使他们没有完全理解它,古代人也知道电力。希腊哲学家米勒图斯(Thales)被称为传奇七个智者之一,可能是第一个研究电力的人,大约是公元前600年。通过擦琥珀色 - 化石树脂 - 用皮毛摩擦,他能够吸引灰尘,羽毛和其他轻量级物体。这些是第一个实验静电,固定电荷或静电的研究。实际上,电这个词来自希腊语Elektron,这意味着琥珀。

直到17世纪,实验才会继续进行。那时英国医生和业余​​科学家威廉·吉尔伯特(William Gilbert)开始学习磁性和静电。他重复了对米勒斯的泰勒斯的研究,将物体摩擦在一起,并通过摩擦对它们进行指控。当一个物体吸引或排斥另一个物体时,他创造了“电动”一词来描述工作中的力量。他说,这些力量发展是因为摩擦动作从其中一个物体中去除了流体或“幽默”,留下了“灭气”或“氛围”。

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这个概念(该电力都是流体存在的)一直持续到1700年代。1729年,英国科学家史蒂芬·格雷(Stephen Gray)观察到某些材料(例如丝绸)没有进行电力。他的解释是,吉尔伯特(Gilbert)描述的神秘液体可以穿过物体或受到阻碍旅行。科学家甚至建造了罐子以保持这种液体并研究其效果。荷兰乐器制造商Ewald von Kleist和Pieter Van Musschenbroek创造了现在所谓的莱登罐子,一个装有水和可以存储电荷的钉子的玻璃罐。Musschenbroek第一次使用罐子时,他受到了巨大的冲击。

到1700年代后期,科学界开始更清楚地了解电力的运作方式。本杰明·富兰克林1752年进行了他著名的风筝实验,证明了闪电本质上是电气的。他还提出了一个想法,即电力具有正元素和负元素,并且流量是从正到负的。大约30年后,一位名叫查尔斯·奥古斯丁·德·库仑(Charles Augustin de Coulomb)的法国科学家进行了几项实验,以确定影响电力的变量。他的工作导致库仑定律,它说,就像电荷排斥和相反的电荷吸引,其力与指控的产物成正比,并且与它们之间的距离正方形成反比。

库仑定律使计算任何两个带电物体之间的静电力是可能的,但并未揭示这些指控的基本性质。积极和负电荷的来源是什么?正如我们在下一部分中看到的那样,科学家能够在1800年代回答这个问题。

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