“磨磨蹭蹭”来发电
“电”这个字在西方是从希腊文“琥珀”一词转译而来,在中国则是从雷闪现象中引出来的。有关电的记载最早可追溯到公元前6世纪。早在公元前585年,希腊哲学家泰勒斯就记载了用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小物体。在以后的2000年中,这些现象被当成与磁石能够吸铁一样,也属于某种特殊物质所具有的特殊属性。
到了1600年,英国医生威廉·吉尔伯特通过实验揭开了电的秘密。吉尔伯特在实验室中制作了第一只验电器,那是一根中心固定可转动的金属细棒,当摩擦过的琥珀靠近它时,金属细棒就会转动,指向琥珀。这个实验驳斥了许多关于电的迷信说法。他不仅发现摩擦过的琥珀有吸引轻小物体的性质,其他像金刚石、水晶、硫黄、硬树脂、明矾等物质也会这样,并且这些物质经摩擦后并不具备像磁石那样可以指南北的性质。为了表明这是一种与磁性不同的性质,吉尔伯特采用“琥珀”这个词的希腊字母,把它称为“电”。
1660年,马德堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机。他用硫黄制成像地球仪那样的物体,让其转动,然后再用干燥的手掌摩擦干燥的球体使之停止,这样做能产生更强大的电。当时,在法国和荷兰有不少人用这种仪器做公开表演,为人们提供娱乐。从此,人们对于这种存在于身边的看不见的能量开始有了越来越多的认识。
1731年,英国牧师格雷在实验中发现,由摩擦产生的电在玻璃和丝绸这类物体上可以保存下来,而有的物体如金属,它们不能由摩擦产生电,却可以用来把摩擦产生的电引出来。一次实验中,格雷就用金属线将电流引到花园里,绕花园一周后,金属线末端仍能吸引轻小物体。通过这个实验,格雷第一次分清了导体和绝缘体,并认为电是可以流动的。
原子家族的“拉锯”战
1.如果你家没养猫或狗,想办法找到一件毛皮大衣或毛皮围巾。
2.用塑料尺子在毛皮上快速摩擦。
3.尺子上的原子家族和毛皮上的原子家族开始近距离地相互作用了。
4.终于,在剧烈的碰撞中,毛皮中的电子们被尺子带走了。
5.不同物质的原子束缚电子的能力有大有小。绝缘体的原子束缚电子的能力强,几乎所有电子都被束缚在单个原子或单个分子的内部,没有可自由移动的电子。不过,不同的绝缘体的原子束缚电子的能力(其实也就是吸引电子的能力)也有强弱之分,所以,两块不同的绝缘体摩擦时也可能出现一个带正电(它吸引电子的能力较弱,所以被对方抢走了不少电子),另一个带负电的现象。两块相同的绝缘体相互摩擦,摩擦撞击时逃脱束缚的电子跑到哪一边的可能性都差不多,也就不会明显带电。而导体在摩擦时,由于大量的电子可以自由流动,如果积蓄了多余的电子,它们就会自动地流走,当电子被夺走时,也会迅速地补充进其他的电子。所以,无论摩擦得多么剧烈,金属都不可能摩擦生电。
孙文鑫