富蘭克林,第一個把電分為正電和負電來解釋實驗的人

2020-12-06 超哥哀家想

富蘭克林是第一個把電分為正電和負電來解釋實驗的人。富蘭克林閱讀著他可能搞到手的一切有關電的資料,做著他那簡陋的設備所能提供的實驗。他甚至把鹽缸、醋瓶也當做儀器。這就無怪他的妻子在做飯時經常會發現,那些裝調味品的瓶瓶罐罐不翼而飛了。

富蘭克林想去搞他痴迷的科學實驗。可是費城的人民信任他,愛戴他,需要他為人民大眾做許多事情,因此到了1748年,他連自己主編的報紙《賓夕法尼亞新聞》以及那份題名為《窮理查年鑑》的曆書,都和他開辦的最後一所印刷房一起,轉讓給了別人。從此,42歲的富蘭克林除了獻身於科學研究外,還得從事公益事業。富蘭克林在費城擔任過不少公職,如郵局局長、議會書記、治安官、市參議員等。只要市政機構有個空缺,人們就不由自主地想到富蘭克林,推薦他去填補這個空位。富蘭克林給自己立下一條原則:凡是委任他的公職,只要能力能勝任,他絕不推諉。例如,他曾連續當選為市參議員達十次之多,雖然他從沒有花費時間和精力去競選過。

戰爭結束後,熱心的朗思從倫敦寄來一整套萊頓瓶的各種配件。同時,富蘭克林也買下了一位名叫斯彭司博士從蘇格蘭帶回來的同樣儀器。這一下富蘭克林家經常高朋滿座,有的熱心地幫助他做實驗,有的懷著好奇心來瞧熱鬧。富蘭克林根據萊頓瓶的原理,製成了世界上第一隻蓄電器。它用11塊普通窗玻璃做成,玻璃的兩面貼上薄薄的鉛片,玻璃和玻璃之間的距離為兩寸。它們垂直地排列在絲質的繩子上,並且用粗鉛絲做成的鉤一邊一個把它們鉤住。這些玻璃板的兩個表面,代表兩個極,一面是正極,另一面是負極。

他把鉤在正極一面的鉤子用鏈子連接起來,負極一面的也連接起來,然後在鏈的末端各安上金屬絲,分別接在摩擦機或者起電盤的兩極上,這樣,最原始的蓄電器便做成了。可是當時他還不知道這個玩意兒對人類有什麼用處。富蘭克林認為,既然電是一種單純的流質,那麼,當玻璃受到摩擦時,電就流入玻璃,使它帶正電。而當琥珀受到摩擦時,電就從琥珀流出,使它帶負電。相應地,萊頓瓶內外兩面的電荷也被定名為正電與負電,或陽電與陰電,並用正號和負號來表示它們。這是電學上的一個創舉。

富蘭克林是第一個把電分為正電和負電來解釋實驗的人。這不僅是名稱上的問題,而且是概念上的深化。如果把富蘭克林說的流質改稱電子,並將流動方向倒過來,因為電子實際上是從琥珀流向玻璃,那麼他這個猜測在本質上是正確的。富蘭克林這一創舉使電學開始走向準確的定性的方向。他對萊頓瓶的研究使科學界正確地了解了它的作用,並認識了絕緣體在電學中的重要性。後來,法國科學家庫倫發現電荷間相互作用力的有名定律就是從富蘭克林這一概念出發的。這是富蘭克林在電學上的一大貢獻。

富蘭克林還利用充電體之間靜電的吸力和斥力的作用,製造了一個很簡單,但又異常靈敏的機械,稱為「電輪」。在這個機械裡,輕圓盤以每分鐘50周的速度旋轉,實際是不斷地把電能轉化為機械能。這個發明預示著現代的電動機的出現。這時夏天來臨了,氣溫一天高似一天,他的朋友建議他把實驗暫停一個時期,等秋涼後再繼續進行。富蘭克林同意了。他倒不是怕天氣熱,他感到他費了九牛二虎之力做成的蓄電器,除了滿足一些上他家來的「觀眾」的好奇心外,說不上有什麼其他的用處。

有時,富蘭克林甚至有些後悔自己浪費了這麼多寶貴的時間。為了消除富蘭克林的失望情緒,朋友們主張在實驗暫告結束以前,舉行一次野餐。他們選擇費城郊外樹林裡一處小河畔作為野餐地點。那天,富蘭克林和他的朋友們帶著食物籃、烤肉架、活火雞等,還有被富蘭克林認為對人類沒有什麼用處的蓄電器,來到了河岸上。他們把蓄電器放在小河的彼岸,然後用一條金屬絲,直接從蓄電器插入河中。他們自己卻從附近的一座橋上,走到河岸的另一邊。他們先把油布鋪在地上,然後安排好餐具和炊具。

由於天氣炎熱,有人提議在野餐開始前,煮一壺咖啡解渴。於是大伙兒提水的提水,搭爐子的搭爐子,有的撿乾柴,有的拾枯葉,一下子就把煮咖啡的準備工作做好了。他們故意不帶火種,只在枯葉上灑些酒精,拿河水作為導體,把另一條金屬絲插入水中,利用對岸蓄電器發出來的火花,使酒精燃燒。要不了多久,各人的面前都斟上了一杯香噴噴的咖啡了。接著他們又利用蓄電器把火雞殺死;在烤爐架下的火沒有生起以前,就把通電的金屬絲直接接在烤肉架上。這一天,他們盡情地歌唱,坦率地交換意見,不論是科學的,還是哲學的。最後朋友們彼此祝酒,並為英國、荷蘭、法國和德國的科學家的健康乾杯。

在當時,雷電這種具有巨大破壞性的可怕的自然現象的本質是什麼,對人們來說還是一個謎。流行的看法是,它是「上帝之火」、天神發怒,也有人猜測雷電是毒氣在天空爆炸。富蘭克林雖然也曾經信服過氣體爆炸說,但是他現在又有了自己新的看法。這與他的一次偶然實驗有關。有一次,富蘭克林把幾十隻萊頓瓶連在一起想加大放電量,可是給他幫忙的妻子一不小心碰到了萊頓瓶的金屬杆。只聽到「轟」的一聲響後,一大團火花閃過,妻子被電擊倒在地。這次意外使富蘭克林深深認識到了電的威力。當時的一幕,也常常顯現在他的眼前。

經過查閱大量有關雷電的資料後,他心裡產生了一個大膽的想法:雷電絕對不是自己原來認為的氣體爆炸,一定是一种放電現象。只是當時他沒有想出一種切實可行的辦法來證明這個推論。

相關焦點

  • 天電與地電的統一者——富蘭克林
    可是當時富蘭克林自己也還不知道這個玩意兒對人類有什麼用處。富蘭克林認為,既然電是一種單純的流質,那麼,當玻璃受到摩擦時,電就流入玻璃,使它帶正電。而當琥珀受到摩擦時,電就從琥珀流出,使它帶負電。相應地,萊頓瓶內外兩面的電荷也被定名為正電與負電(或陽電與陰電),並用正號和負號來表示它們。富蘭克林是第一個把電分為正電和負電來解釋實驗的人。這不僅是名稱上的問題!而且是概念上的深化!
  • 富蘭克林、電和避雷針
    1726年,他20歲的時候,回到費城,在殖民地建立了最早的咖啡館之一(是的,富蘭克林比星巴克早了250年)。正是在費城,富蘭克林做了那個關於閃電的著名實驗。在1740年代,人們已經開始有意識的使用電——不過,所謂的「使用」,就像小孩子玩玩具一樣,主要是用電來做一些有趣的事情,比如當時的人們通過產生火花和衝擊來將電力用於魔術。科學家們用電進行了實驗,但是關於電的科學思想在數百年中並沒有太大改變。電的「用途」依舊停留在探索和娛樂階段。
  • 富蘭克林放風箏發現電?完全是假的!
    因為不同電荷相吸,罐內金屬板上的負電荷可以導致外部金屬板上產生相當的正電荷。富蘭克林買下了這位醫生的整套裝置,並請一位英國朋友給他寄來更多的儀器和有關實驗的文章。富蘭克林對電的愛好很快成為他的全職工作。從雲中引火燒身的絕不是富蘭克林當時歐洲思想家宣稱有兩種類型的電。
  • 盤點富蘭克林的幾大發明,原來電是他發現的
    富蘭克林是華盛頓一生最佩服的人,富蘭克林的十大偉大發明中最突出的就是電是誰發明的,電並不是富蘭克林發明的,而是他發現的。
  • 科普|九種摩擦起電現象的實驗
    說起摩擦起電大家立馬想到的就是絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電
  • 我們都在用電,那麼電是誰發明的呢?
    當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」就是正電流向負電的過程(人為規定的),這個理論並不完全正確,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。 3、1752年,富蘭克林提出了風箏實驗(。
  • 電是什麼?電是誰發現的?
    當然,那時候的人最多會探究一下原因,利用這個現象做個小魔術,只有少部分具備探索精神的人來研究。稍後便是電魚,電鰻這種能放電的魚,不過很少有人將靜電和魚發出來的酥麻感覺當成同一種東西,然而,不知道為什麼,阿拉伯人將天空的閃電和電魚放到一起了,認為電鰻是雷神在人間的化身(還是寵物?),有人同時體驗過雷劈和電鰻而且都活下來了?想想還真有可能,想想這種刺激感應該可能大概是蠻相似的。
  • 文明的起源:34.電和電池的簡史
    (Otto von Guericke,他也是設計了證明大氣壓存在的著名實驗——馬德堡半球實驗的人)製作了最早的一種摩擦起電機來研究靜電。1750年代的美國政治家和科學家富蘭克林就使用了萊頓瓶收集閃電,他在研究電的過程中還給出了正電和負電以及電流的概念。
  • 《精靈寶可夢》比正電拍拍混得還慘,負電拍拍才是真的無人問津?
    在上一篇說完了正電拍拍之後,這一篇肯定是接著來說說負電拍拍了,嗯,果然這兩篇看起來都好像在水文啊,上一篇我們也說了其實比起負電拍拍,正電拍拍有著避雷針其實在雙打多少可以混一下,而負電拍拍的蓄電本身就要比正電拍拍來得遜色許多,那麼,負電拍拍在對戰上是不是真的混得比正電拍拍還慘?
  • 富蘭克林為了證明閃電是電,真的在雷雨天放風箏了嗎?
    富蘭克林覺得手指有點麻,於是伸出手指靠近那把銅鑰匙,就聽啪的一聲,銅鑰匙上瞬間就發出了一串電光,直接打到了他的手上。富蘭克林痛的大叫一聲,趕緊把手甩開,遠離了銅鑰匙,與此同時他興奮的大聲的喊和自己一起來做實驗的兒子,我受到電擊了,閃電果然就是電。這個實驗可真的是很厲害,因為按照這個實驗,它就成了第一個證明天空中的閃電就是電的科學家。
  • 關於摩擦起電
    摩擦起電有人還把它稱為摩擦生電,它是利用一些容易起電的多種材料進行相互摩擦,兩個摩擦物體的表面就能夠出現帶電的現象。 通過實驗表明:兩種物體表面所帶電荷開始為同性電荷,經過材料的相互摩擦,一種材料就帶上正電荷,另外一種材料經摩擦後帶有負電荷。但是這裡必須排除外在的影響(如,通過導體導走了電荷等的情況)。
  • 關於摩擦起電
    摩擦起電有人還把它稱為摩擦生電,它是利用一些容易起電的多種材料進行相互摩擦,兩個摩擦物體的表面就能夠出現帶電的現象。通過實驗表明:兩種物體表面所帶電荷開始為同性電荷,經過材料的相互摩擦,一種材料就帶上正電荷,另外一種材料經摩擦後帶有負電荷。但是這裡必須排除外在的影響(如,通過導體導走了電荷等的情況)。
  • 電是誰發明的 誰發明了電
    在現在高科技的時代,電是我們絕對離不開的東西,生活的方方面面都會用到點,那麼我們生活中使用的電是誰發明的呢?  最早提出電這個概念的是公元左右時期,古希臘哲學家泰勒斯拿家裡的琥珀棒蹭小貓,發現琥珀棒把小貓的毛吸起來了,還能吸起來羽毛。
  • 人與電的淵源(二)
    第一位認真研究電現象的是英國的醫生、物理學家吉爾伯特。1600年,他發現金剛石、水晶、硫磺、火漆和玻璃等物質,用呢絨、毛皮和絲綢摩擦後,也能吸引輕小物體,有「琥珀之力」,他認為這可能是蘊藏在一切物質中的一種看不見的液體在起作用,並把這種液體稱之為「琥珀性物質」。後來根據希臘文「琥珀」一詞的詞根,擬定了一個新名詞──「電」。但吉爾伯特的工作僅停留在定性階段。
  • 第8彈:電的傳導與富蘭克林
    美國的富蘭克林是真正以科學實驗在尋求答案的科學家。
  • 「電力革命」07富蘭克林與電荷守恆
    他認為某些物質在摩擦之後會產生某種「電液」,當帶電體吸引其他物體時,「電液」就從帶電體流向被吸引的物體。隨著帶電體的吸引和排斥現象逐漸明晰,吉爾伯特的理論不足以解釋,杜菲引入了「電的雙流體理論」。如果電素過量,則表現為帶正電,對應玻璃電。如果一個物體缺乏電素,則表現為帶負電,對應樹脂電。這就是我們現在關於正負電荷的名字來源。如果一個帶正電的物體接觸一個帶負電的物體,則電素就會從帶正電的物體流向帶負電的物體,這個過程就形成了電流。富蘭克林的這個理論遭到諾萊特的反對。
  • 電到底是什麼?是一種物質嗎?
    電是一種自然現象,這是一種由電荷運動所帶來的現象,在自然界中,閃電就是電的一種自然表現形式,電是一個一般術語,是靜止或移動的電荷所產生的物理現象。既然都說到了電是一種現象,那麼電本身就不是物質,而是電荷定向移動的一種現象。
  • 班傑明·富蘭克林真是用風箏發現的電嗎
    確切來說,他是唯一一名在所有新國家文件上人過留名的人,其中包括《獨立宣言(Declaration of Independence)》、《盟法條約(the Treaty of Alliance with France)》、《巴黎和約(the Treaty of Paris)》以及《憲法典(the Constitution)》。另外,他還有個不起眼的身份——會放風箏的人,傳聞他也許是通過風箏發現了電。
  • 書摘|勇敢者&惡作劇:富蘭克林可曾用風箏捕捉雷電?
    然而,如果物體中的電流體數量減少或者增加,這種平衡將會被打破,物體就會「有電」。富蘭克林對這些不平衡狀態進行了定義:電流體數量增加的物體帶正電,電流體數量減少的物體帶負電。這套理論關注的重點是單一類型的帶電物質或電流體的再分布情況。最重要的是,富蘭克林的理論解釋了吸引力和排斥力。分別帶正電和帶負電的兩個物體或兩種材料彼此接近時,就會產生吸引力。
  • 都知道富蘭克林發現了電的存在,那麼是誰將電力應用於生活的呢?
    那麼究竟是誰發現了電的存在。不知道大家在課本裡面有沒有學過,第一個發現電力的人就是富蘭克林。估計很多小夥伴看到這裡會想起來,這個人曾經在小學的語文課本上出現過。他的身份有很多,政治家、科學家等等,小編就不多做介紹了。