人類對(duì)電氣世界的探索

摘要：本文通過對(duì)“摩擦起電”等自然電的初步認(rèn)識(shí)以及電與磁的發(fā)現(xiàn)歷程，梳理了人類對(duì)于電氣世界的探索，展現(xiàn)了科學(xué)巨匠們對(duì)于電氣理論孜孜不倦的開拓與創(chuàng)新，極大的改變了我們的世界。

關(guān)鍵詞：摩擦起點(diǎn)；電磁；電氣世界

人類認(rèn)識(shí)“電”的歷史很長了，有2500多年。而電磁技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，滿打滿算，也不過200多年。但世界已在這200年里發(fā)生了質(zhì)的變化。

遠(yuǎn)在我國的春秋戰(zhàn)國時(shí)期，古希臘哲學(xué)家塞利斯于公元前585年前發(fā)現(xiàn)了“摩擦起電”現(xiàn)象，這是“靜電”，也是關(guān)于“電”的最早記錄。這個(gè)發(fā)現(xiàn)的偉大歷史意義，在當(dāng)時(shí)似乎沒有任何意義。塞利斯的發(fā)現(xiàn)，很快就淹沒在了同樣輝煌的古希臘文明中，像是大海中的一滴水，實(shí)在不算什么。我國西漢末年的王充，也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象。但同樣，在以后的2000多年中，也幾乎無人問津。

直到16、17世紀(jì)，人們才開始對(duì)電開始研究并取得了巨大的進(jìn)展。人們認(rèn)識(shí)到了“電”這個(gè)新詞，之后又對(duì)導(dǎo)電體和絕緣體有了初步的概念，1660年，著名的“馬德堡半球?qū)嶒?yàn)”的締造者——德國馬德堡市市長葛利克制造了一部大型的摩擦起電機(jī)，這是人類歷史上第一部“發(fā)電機(jī)”。隨著對(duì)電學(xué)探索的不斷進(jìn)行，電學(xué)的實(shí)驗(yàn)越來越多，新的發(fā)現(xiàn)也越來越多，吸引了更多的學(xué)者從事電學(xué)的研究，人們開始希望進(jìn)行較大型的電學(xué)實(shí)驗(yàn)，這就需要更大量的電。18世紀(jì)40年代初，一個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)使人們能夠?qū)⒛Σ廉a(chǎn)生的電儲(chǔ)存起來，荷蘭萊頓城的一個(gè)普通居民卡那阿斯制作出了世界上第一個(gè)蓄電瓶，之后又經(jīng)過了不斷改進(jìn)，使萊頓蓄電瓶成為電學(xué)研究的重要工具。

到了十八世紀(jì)，力學(xué)和天文學(xué)取得重大的突破，伽利略和牛頓等科學(xué)巨匠奠定了經(jīng)典力學(xué)基礎(chǔ)，而哥白尼的地球繞太陽旋轉(zhuǎn)的日心說，在被教會(huì)當(dāng)做異端邪說禁錮了一陣后，開始被越來越多的人接受。人們開始產(chǎn)生一些新思想，對(duì)一些舊的觀念產(chǎn)生了質(zhì)疑和探究。一些研究電學(xué)的、具有進(jìn)步思想的科學(xué)家開始對(duì)天空中頻頻出現(xiàn)的電閃和雷電打上了問號(hào)，并開始研究。之后富蘭克林等人通過不斷地研究，發(fā)明了世界上的第一根避雷針，并對(duì)電荷有了初步的概念。

經(jīng)過富蘭克林等學(xué)者的探索，電學(xué)鴻蒙初啟。一些優(yōu)秀的學(xué)者不斷研究探索，不斷揭示電的本質(zhì)及其規(guī)律。人們發(fā)現(xiàn)了電流，并提出了庫侖定律，之后又有伏打電池問世，對(duì)整個(gè)自然科學(xué)界產(chǎn)生了重大影響，電學(xué)由以前的默默無聞漸漸演變成為時(shí)髦的科學(xué)。直到1820年4月，一個(gè)更大的發(fā)現(xiàn)震驚了世界。丹麥哥本哈根大學(xué)物理學(xué)教授奧斯特發(fā)現(xiàn)電流產(chǎn)生磁的現(xiàn)象，我們現(xiàn)在稱之為“電流的磁效應(yīng)”的現(xiàn)象。奧斯特的驚人發(fā)現(xiàn)激起了科學(xué)家們對(duì)電磁現(xiàn)象的探求熱情，奧斯特只是發(fā)現(xiàn)了電流對(duì)磁針有作用，之后法國物理學(xué)家安培在極短的時(shí)間里就推廣到電流與電流之間的相互作用，并接連發(fā)現(xiàn)了作用的大小和方向，給出了判定方向的方法及計(jì)算大小的公式，也就是安培定律。緊接著歐姆定律的發(fā)現(xiàn)則使電學(xué)走上了正確的定量測量的道路。

從18世紀(jì)末到19世紀(jì)20年代，在短短的幾十年間，電學(xué)的研究成就猶如雨后春筍般涌現(xiàn)，一個(gè)接著一個(gè)的新發(fā)現(xiàn)激蕩著當(dāng)時(shí)的科學(xué)界，與此同時(shí)，一個(gè)又一個(gè)的電學(xué)巨人紛至沓來。到了19世紀(jì)20年代末，快速發(fā)展的電學(xué)開始面臨這樣一個(gè)問題——它能否再繼續(xù)大步前進(jìn)，并最終再實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用那？這取決于如何獲得廉價(jià)而強(qiáng)大的電力供應(yīng)。直到法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律：只要當(dāng)導(dǎo)線再磁場里作切割磁力線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。線圈切割磁力線實(shí)際上就是線圈中央空間內(nèi)的磁場發(fā)生了變化，因?yàn)榫€圈內(nèi)磁力線數(shù)目的多少就代表著磁場的強(qiáng)弱。因此可以說：只要導(dǎo)線線圈內(nèi)的磁場發(fā)生改變時(shí)，線圈兩端就會(huì)有感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。這進(jìn)一步揭示了電磁之間的作用規(guī)律，更重要的是它啟示人們：只要我們持續(xù)不停地保持線圈在磁場中運(yùn)動(dòng)，不斷切割磁力線，我們就能得到源源不斷的電力供應(yīng)。由此，人們掌握了電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律，使大規(guī)模應(yīng)該電能成為可能，法拉第也因此被稱為19世紀(jì)最偉大的科學(xué)家。

電學(xué)巨匠法拉第以他天才的洞察力和驚人的勤奮，開啟了千年塵封的電力世界大門。電力世界的大門一經(jīng)打開，世界各地立即涌現(xiàn)出一大堆有才華的理論家、發(fā)明家和實(shí)業(yè)家，一個(gè)比一個(gè)更光彩奪目的電學(xué)成就接連不斷的被人們獲取到。于是，只經(jīng)過了很短的一段時(shí)期，在人們面前。就顯現(xiàn)了一個(gè)前人從未想到過得新世界——電氣世界。發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)了，電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了，電氣文明的光芒照亮了人類社會(huì)的各個(gè)角落。而如今的我們正是生活在電氣世界中，晚上明亮的燈光，娛樂休閑的電腦、電視、手機(jī)，工廠生產(chǎn)使用電能……正是電能的發(fā)展和應(yīng)用，才能使我們有現(xiàn)在這美好的生活。

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作者簡介：胡晉豪，男，西南交通大學(xué)附屬中學(xué)2015級(jí)4班學(xué)生。