本文將帶妳壹步步回顧電的歷史和軼事,故事就從我們身邊的靜電開始。
1703年,牛頓出任英國皇家物理學會會長後,將自己的人放在了關鍵位置,35歲的弗朗西斯·豪克斯比負責演示實驗。
豪克斯比每周都絞盡腦汁,用引人註目的實驗來打動老板。他想出了這個實驗,用壹個旋轉的玻璃球,用壹個新的機器把球裏的空氣抽出來,旋轉玻璃球。當房間裏所有的蠟燭熄滅時,Hauksbee把手放在玻璃球上。玻璃球中有壹種奇怪的縹緲的光,開始在他的手周圍形成,並不斷跳動。在場的人從未見過這種光,這種現象在當時被視為上帝的傑作。
豪克斯比從未意識到他的實驗的重要性。他對這個奇妙的發光球體失去了興趣,轉而用其他實驗來驗證牛頓的其他理論。他萬萬沒想到,隨著歐洲啟蒙運動的開始,這個實驗不經意間開啟了壹場電氣革命。
具有諷刺意味的是,Hauksbee的新機器沒有被大多數知識分子接受,卻吸引了魔術師和街頭藝人,他們自稱是電工。
在壹次為奧地利伯爵舉行的晚宴上,電工在桌子上放了壹些羽毛,用絲手帕擦了擦玻璃棒,然後用玻璃棒把羽毛舉起來,讓客人們大吃壹驚。然後他用Hauksbee的設備給自己通電,給客人點了壹下,大概是為了興奮的尖叫。最後,這是他的傑作。他把壹杯白蘭地放在桌子中間,再次通電,用指尖的火花點燃了白蘭地。
其實Hauksbee的實驗產生了靜電荷,但早在古希臘的早期鼎盛時期,這種難以分辨、轉瞬即逝的神秘靜電現象就已經被記錄下來,成為了壹個特殊的研究對象。公元前600年,傑出的哲學家和天文學家泰勒斯在米利都繁榮的愛奧尼亞港觀察到壹種罕見的橙色琥珀,堅硬透明,如同寶石。賽勒斯發現,當他用壹塊布快速摩擦琥珀時,它似乎活了過來,同時有輕微的物體,如羽毛、稻草或樹葉,飛向它並粘在它身上,然後輕輕地離開並飄走。
回到豪克斯比時代,電氣狂熱席卷歐洲,演出也越來越隆重。有了歐洲的啟蒙,電工們開始思考更深層次的問題,不僅是如何讓演出更加精彩,還有如何駕馭這種神奇的力量。甚至有人開始思考如何用理性解釋現象,這種現象除了娛樂的神奇火花還有什麽作用。
倫敦市中心卡特濟貧院的壹名破產的絲綢染匠發現了電的導電特性,並定義了絕緣體和導體的概念。
斯蒂芬·格雷出生在英國坎特伯雷的壹個手工業家庭。在接受了壹些基礎教育後,我跟隨父親當了壹名染衣學徒,後來成為了壹名非常成功的絲綢染坊工人。他對自然科學非常感興趣,工作時絲綢中靜電產生的火花令他著迷。
不幸的是,壹場嚴重的事故結束了他的職業生涯,讓他身無分文,晚年寄宿在卡特濟貧院。在過去的400年裏,這所濟貧院壹直收容著年幼的孤兒和老人。18的20世紀20年代,這裏成了斯蒂芬·格雷的家,開始了他的新生活。
在濟貧院平靜的生活中,格雷有足夠的時間進行自己的電學實驗。
有壹次,他在壹大群觀眾的註視下開始了他的實驗性表演。斯蒂芬·格雷造了壹個大木架,在頂梁上掛了兩個秋千,繩子是用絲做的。他還有壹臺Hauksbee機器來產生靜電。他讓濟貧院的壹個孤兒橫跨兩個秋千躺著,在他面前放壹些金箔,然後他轉動豪克斯比機器的手柄,通過連桿給男孩通電。這個實驗被稱為“飛行男孩”實驗。
男孩的手靠近金箔,金箔跳到男孩的手指上,很快彈開。甚至有觀眾表示,看到小火花在男孩和金箔之間飛舞。演出精彩而成功。
但格雷是壹個探索型的人,他不沈迷於表象帶來的快感。他認為它有其他含義。電可以移動,從電機到男孩的身體,再到男孩的手,但是絲繩阻止了它。
神秘的電流可以通過壹些物體,但不能通過另壹些。所以格雷把物質分為兩類。他稱它們為絕緣體和導體。絕緣體將電荷保留在自己體內,不讓它通過,如絲綢、頭發、玻璃和樹脂。相反,導體允許電流流動,比如男孩和金屬。
他進壹步用玻璃管和象牙球之間的其他材料做實驗,使用了鐵、銅線、銅幣、錫和銀等金屬;是的,它們傳輸電流,而不是導體。那就試試非金屬,比如石頭,還有壹些青菜,不導電,是絕緣體。
這種劃分非常重要,壹直延續到今天。
後來,格雷把不同長度的銅線放在玻璃和象牙球之間做實驗,驗證電能傳導多遠。他當時只有800英尺的銅線,還能看到電可以傳導的現象。就這樣,他發現了電能傳導現象。
格雷將他的余生致力於電學研究。
在20世紀30年代,格雷的實驗震驚了所有觀眾,但他有壹個令人沮喪的缺點。雖然格雷嘗試了很多次,但他無法長時間儲存自己產生的電能。電從馬達傳到男孩身上後不久就消失了。人們是如何發現如何儲存電能的?它不是發生在英國,而是發生在臺灣海峽對面的歐洲大陸。
待續...
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