静电学的发展简史「静电学总结」

今天带来静电学的发展简史「静电学总结」，关于静电学的发展简史「静电学总结」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

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。这引起他的主意，并把这个现象给记录了下来。

2.中国晋朝的张华（232－300）的《博物志》中也记载了这个现象，“今人梳头，解著衣，有随梳解结，有光者，亦有咤声”。

3.1601年，英国女王伊丽莎白一世有个老御医，叫威廉.吉尔伯特（William Gilbert，1544—1603），他重复了古希腊泰勒斯的实验，并根据希腊文琥珀（ηλεκτορν）引入“电”（electric）一词。他试图寻找还有哪些可以摩擦起电的物体，他把这些物体叫“摩擦起电物体”，把摩擦不起电称为 “非摩擦起电物体”。

4.过了几十年，大约牛顿上中学那几年，德国马德堡市市长奥托·冯·格里克（Otto von Guericke，1602—1686），他也重复泰勒斯和吉尔伯特的实验，试图发现更多的摩擦起电物体。当他把带电的物体靠近金属时，金属开始被吸引，后来又排斥，他发现了电的排斥现象。值得一提的是该市长还做过一个著名的实验——马德堡半球实验，证明了大气压的存在，有人说证明了亚里士多德提出的“上帝厌恶真空”的观点，个人觉得未必如此。因为该实验证明不了“以太”。

5.1709年，牛顿的小弟、英国皇家学会成员霍克斯比发明了世界上第一个静电计。他把弯曲的稻草挂在绝缘的金属棒的一端，发现当带电体接近时稻草会时排斥而张开，张开的角度大小就是刻度。高大上的东西并非都是空中楼阁，原来也可以这么贴近生活。

7. 1720年，英国人斯蒂芬·格雷（Stephen Gray）发现导体与非导体之分。并在9年后，发现了电传导：电荷可以从一个物质传导至另外一个物质。只有一些物质会传导电荷，其中，金属的能力最为优良。从而证实了电荷不是依附于别的物体存在，而是独立存在一种“物质”，那时被称为“电流体”。

8. 1733年，查尔斯·琽费重复了斯蒂芬·格雷的实验。他把导体绝缘起来，发现导体也可以摩擦起电。他认为吉尔伯特把物体分为“摩擦起电物体”和“非摩擦起电物体”是不对的，并认为任何物质只要绝缘起来之后都可带电。

他在做实验时，发现用丝绸摩擦的玻璃棒会和同样的玻璃棒排斥，而同时又和毛皮摩擦过的琥珀相吸引，而在接触时抵消。他把电荷分为二种：玻璃电和琥珀电，同性相斥、异性相吸。这就是后来电荷的正负性的雏形。

9. 据说大约在1746年，荷兰人马森布罗克在做实验的时候，不小心把一个带电钉子掉落玻璃瓶里，他以为钉子上电很快就跑光，所以就徒手拿出来，没想到手被电了。他重复这样的实验，发现把带电的物体放到玻璃瓶中就不会跑电了。他利用这个原理，制成了人类第一个电容器——莱顿瓶。这个在后来被称为电容的东西，走进了实验室。从此实验中要用静电时，就不用和鲜豆浆一样现磨现做了。

10.1746年之后不久，一位英国的科学家柯林森把莱顿瓶邮寄给美国的一位朋友本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin，1706—1790）。他曾领导美国独立运动并参与起草《独立宣言》和美国宪法。

在此之前，富兰克林做了很多实验，他也认为电荷分为二种。1747年，他认为摩擦后的玻璃棒带正电，而摩擦的琥珀带负电。这样认为是正确的，但是同时也是危险的，因为玻璃棒也可以说成负电，而琥珀电为正电。如果真是这样的话，那么后来发现的电子带的电就要命名为正电，而电子核则带负电。虽然只是命名规则，但是深谙阴阳之道的中国人可能心里别扭一点了。

同时，富兰克林还认为静电的产生不是由于摩擦了“摩擦起电物质”引起的，而是“电流体”（即电荷）从一个物质转移到另一个物质上了。虽然不够准确，但是基本上大概也许差不多也就是那么回事了。

此外，他发现尖尖的物体是最容易“吸引”电。当富兰克林收到这个莱顿瓶的时候，他在房顶上竖立一根尖杆来试验空气和云的带电极性和特征。他能利用尖杆和莱顿瓶收集电荷。他的这个实验使他得到了一个偶然的收获, 他发现了尖杆接地后能防止雷击，这就是霹雷针。

1752年，他做了一个著名的风筝实验。在雷雨天把风筝放上天，风筝上固定一个尖尖的金属线，然后电通过淋湿的风筝线导入莱顿瓶。当金属线被闪电击中时，莱顿瓶不断产生火花。当莱顿瓶收集了电荷之后，对电荷进行研究，他肯定了电荷是被玻璃瓶存储起来的，也证明了天上电的和地上电是一样的。 这个实验很危险，德国一位科学家在类似实验中被电死了。所以特别申明：创意实验，请勿模仿。

他在研究的时候，还为后人留下一把钥匙，1751年，他发现莱顿瓶放电会将钢针磁化，正是这个小钥匙，开启了电磁学的大门。

11．库仑定律。

12 .关于“电流体”，还有个有趣的故事。发生在意大利动物学家兼医生伽伐尼（Luigi Galvani，1737-1798）身上，他的妻子有病在身，要吃青蛙。1786年有一天，伽伐尼把青蛙（死的）放在台上，用刀叉碰了青蛙腿，他发现蛙腿剧烈地抽搐和痉挛，同时还有电火花，他惊奇做了很多类似实验，并把这个现象解释为“动物电”，也就是动物本身就是个莱顿瓶，动物电被存储在体内。现在我们都知道伽伐尼发现了电流，但是他本人不知道罢了。

当时对电的研究头绪很多，伽伐尼的结论并没有引起多少人注意，但是历史的转折往往在一瞥间。1791年，另外一位意大利科学家从报纸上看到这则消息，整个历史进程改变了。