㈠ 富兰克林:电学行家发明了什么
美国科学家富兰克林生前以国家领导人、外交家、天才发明家和心灵手巧的织布工而赢得声誉。他还因其充满灵感和活力的心智而著称于世。他是许多欧洲科学家的朋友,包括普里斯特利和拉瓦锡。他的电学工作,有些甚至冒了极大的危险,更是闻名遐迩。
42岁那年,他以一名富裕商人的身份退休,从此无牵无挂地投入早在1746年就已开始的电学研究。他提出了一种理论,认为摩擦电是“电流体”的转移,从而使表面带“正电”或“负电”。正电可能就是一种多余的流体,负电则是一种流体的缺乏。尽管流体理论本身在18世纪后就销声匿迹,但正电荷和负电荷的概念则一直沿用至今。这个“单流体理论”打破了被普遍接受的“二流体理论”。
富兰克林还提出电荷守恒定律,这个定律是说:为了产生一个负电荷,一定会有等量的正电荷出现。还有,宇宙中所有的负电荷和正电荷必定完全平衡。所以,如果有人用羊毛衫摩擦气球,气球得到了负电荷,但把正电荷留在羊毛衫上。然后,如果把气球靠近墙面,它会吸在那里,因为它的负电荷吸引了墙上原有的正电荷。富兰克林的电荷守恒定律和单流体理论有助于解释刚刚发明的莱顿瓶背后的原理。
莱顿瓶那大容量的电荷储存能力使得有可能用它来做各种类型的实验,派上不同的用场,进行各种表演。富兰克林对此十分欣赏(他曾经如此赞叹:“多么奇妙的瓶子……多么神奇的瓶子!”)。于是1749年,他和朋友们决定在苏基尔河岸上举行一场聚会。聚会的主题就是电及其应用和奇观。他们计划通过水来隔岸传递火花,用电击杀死火鸡(可以使鸡肉更嫩),并在由“电瓶”点燃的火上烘烤。但是,这一天以相当令人震惊的记录结束,富兰克林在给他的兄弟约翰的信中写道:
“正准备用两个大玻璃瓶(其中的带电量相当于40个普通小瓶)放电杀死火鸡时,由于疏忽,电荷竟整个通过我自己的手臂和身体,这是因为当我的一只手握住一根使两个瓶子相连的电路时,另一只手刚好碰到了位于顶部的金属连线,于是产生了火花。据现场的同伴们(他们中有的正在与我说话,有的正在相互交谈,我想是我不小心导致了这一结果)说:闪光非常亮,噼啪声也非常响,如同枪声。然而,我立刻失去了知觉,既没有看到闪光,也没有听到响声,也没有感觉到双手受到的电击。……我无法描述我的感受,这是从头到脚对我全身的打击,似乎来自内部也来自外部。在这以后,我最先注意到的就是身体的急速摇晃,然后逐渐缓和,感觉也逐渐恢复。”
噼噼啪啪的声响和火花的形状使富兰克林想到莱顿瓶中的静电与天空中的闪电之间的关系,由此导致他做了著名(也是危险)的实验。1752年的一个雷雨天里,他放飞了一个特制的风筝,牵着风筝的丝线连着一个尖尖的金属钥匙。他的思路是:丝线(丝绸导电性能很好)会把天空的电传到地面(假设天空有电)。他注视着天空,等候合适的时机,当看到云层中隐现闪电时,他立刻握住钥匙。只见一个火花顿时迸出,就像莱顿瓶放电一样。富兰克林还让闪电使莱顿瓶充电。他由此证明,闪电在本质上就是电,于是他被选为伦敦皇家学会会员。
但是,富兰克林非常幸运。后来有两个人试图重复他的实验,都被电击身亡。
富兰克林崇尚实用,总是把自己的知识立即付诸应用,他发明了第一支避雷针,到1782年,在他生活的费城,就有400户人家装了避雷针。他还在自己的家里装上铃,每当带电的云团在上空越过就会叮当作响,于是他就抓住机会收集电荷或进行实验。
㈡ 学会电学能发明设计什么东西
这个光学电是发明不出很实用的东西,更偏向于生产很多很重要的东西,想发明很实用的东西的话可以学很多传感器,各种组合设计加上电路的设计就可以做出各种智能的东西,不过需要电学知识作为基础去保证整个设计能够稳定使用
㈢ 简述电学的发展史
电 学 发 展 史
"电"一词在西方是从希腊文琥珀一词转意而来的,在中国则是从雷闪现象中引出来的。自从18世纪中叶以来,对电的研究逐渐蓬勃开展。它的每项重大发现都引起广泛的实用研究,从而促进科学技术的飞速发展。
现今,无论人类生活、科学技术活动以及物质生产活动都已离不开电。随着科学技术的发展,某些带有专门知识的研究内容逐渐独立,形成专门的学科,如电子学、电工学等。电学又可称为电磁学,是物理学中颇具重要意义的基础学科。
电学的发展简史
有关电的记载可追溯到公元前6世纪。早在公元前585年,希腊哲学家泰勒斯已记载了用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小物体,后来又有人发现摩擦过的煤玉也具有吸引轻小物体的能力。在以后的2000年中,这些现象被看成与磁石吸铁一样,属于物质具有的性质,此外没有什么其他重大的发现。
在中国,西汉末年已有"碡瑁(玳瑁)吸偌(细小物体之意)"的记载;晋朝时进一步还有关于摩擦起电引起放电现象的记载"今人梳头,解著衣时,有随梳解结有光者,亦有咤声"。
1600年,英国物理学家吉伯发现,不仅琥珀和煤玉摩擦后能吸引轻小物体,而且相当多的物质经摩擦后也都具有吸引轻小物体的性质,他注意到这些物质经摩擦后并不具备磁石那种指南北的性质。为了表明与磁性的不同,他采用琥珀的希腊字母拼音把这种性质称为"电的"。吉伯在实验过程中制作了第一只验电器,这是一根中心固定可转动的金属细棒,当与摩擦过的琥珀靠近时,金属细棒可转动指向琥珀。
大约在1660年,马德堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机。他用硫磺制成形如地球仪的可转动球体,用干燥的手掌摩擦转动球体,使之获得电。盖利克的摩擦起电机经过不断改进,在静电实验研究中起着重要的作用,直到19世纪霍耳茨和推普勒分别发明感应起电机后才被取代。
18世纪电的研究迅速发展起来。1729年,英国的格雷在研究琥珀的电效应是否可传递给其他物体时发现导体和绝缘体的区别:金属可导电,丝绸不导电,并且他第一次使人体带电。格雷的实验引起法国迪费的注意。1733年迪费发现绝缘起来的金属也可摩擦起电,因此他得出所有物体都可摩擦起电的结论。他把玻璃上产生的电叫做"玻璃的",琥珀上产生的电与树脂产生的相同,叫做"树脂的"。他得到:带相同电的物体互相排斥;带不同电的物体彼此吸引。
1745年,荷兰莱顿的穆申布鲁克发明了能保存电的莱顿瓶。莱顿瓶的发明为电的进一步研究提供了条件,它对于电知识的传播起到了重要的作用。
差不多同时,美国的富兰克林做了许多有意义的工作,使得人们对电的认识更加丰富。1747年他根据实验提出:在正常条件下电是以一定的量存在于所有物质中的一种元素;电跟流体一样,摩擦的作用可以使它从一物体转移到另一物体,但不能创造;任何孤立物体的电总量是不变的,这就是通常所说的电荷守恒定律。他把摩擦时物体获得的电的多余部分叫做带正电,物体失去电而不足的部分叫做带负电。
严格地说,这种关于电的一元流体理论在今天看来并不正确,但他所使用的正电和负电的术语至今仍被采用,他还观察到导体的尖端更易于放电等。早在1749年,他就注意到雷闪与放电有许多相同之处,1752年他通过在雷雨天气将风筝放入云层,来进行雷击实验,证明了雷闪就是放电现象。在这个实验中最幸运的是富兰克林居然没有被电死,因为这是一个危险的实验,后来有人重复这种实验时遭电击身亡。富兰克林还建议用避雷针来防护建筑物免遭雷击,1745年首先由狄维斯实现,这大概是电的第一个实际应用。
18世纪后期开始了电荷相互作用的定量研究。1776年,普里斯特利发现带电金属容器内表面没有电荷,猜测电力与万有引力有相似的规律。1769年,鲁宾孙通过作用在一个小球上电力和重力平衡的实验,第一次直接测定了两个电荷相互作用力与距离二次方成反比。1773年,卡文迪什推算出电力与距离的二次方成反比,他的这一实验是近代精确验证电力定律的雏形。
1785年,库仑设计了精巧的扭秤实验,直接测定了两个静止点电荷的相互作用力与它们之间的距离二次方成反比,与它们的电量乘积成正比。库仑的实验得到了世界的公认,从此电学的研究开始进入科学行列。1811年泊松把早先力学中拉普拉斯在万有引力定律基础上发展起来的势论用于静电,发展了静电学的解析理论。
18世纪后期电学的另一个重要的发展是意大利物理学家伏打发明了电池,在这之前,电学实验只能用摩擦起电机的莱顿瓶进行,而它们只能提供短暂的电流。1780年,意大利的解剖学家伽伐尼偶然观察到与金属相接触的蛙腿发生抽动。他进一步的实验发现,若用两种金属分别接触蛙腿的筋腱和肌肉,则当两种金属相碰时,蛙腿也会发生抽动。
1792年,伏打对此进行了仔细研究之后,认为蛙腿的抽动是一种对电流的灵敏反应。电流是两种不同金属插在一定的溶液内并构成回路时产生的,而肌肉提供了这种溶液。基于这一思想,1799年,他制造了第一个能产生持续电流的化学电池,其装置为一系列按同样顺序叠起来的银片、锌片和用盐水浸泡过的硬纸板组成的柱体,叫做伏打电堆。
此后,各种化学电源蓬勃发展起来。1822年塞贝克进一步发现,将铜线和一根别种金属(铋)线连成回路,并维持两个接头的不同温度,也可获得微弱而持续的电流,这就是热电效应。
化学电源发明后,很快发现利用它可以作出许多不寻常的事情。1800年卡莱尔和尼科尔森用低压电流分解水;同年里特成功地从水的电解中搜集了两种气体,并从硫酸铜溶液中电解出金属铜;1807年,戴维利用庞大的电池组先后电解得到钾、钠、钙、镁等金属;1811年他用2000个电池组成的电池组制成了碳极电弧;从19世纪50年代起它成为灯塔、剧院等场所使用的强烈光电源,直到70年代才逐渐被爱迪生发明的白炽灯所代替。此外伏打电池也促进了电镀的发展,电镀是1839年由西门子等人发明的。
虽然早在1750年富兰克林已经观察到莱顿瓶放电可使钢针磁化,甚至更早在1640年,已有人观察到闪电使罗盘的磁针旋转,但到19世纪初,科学界仍普遍认为电和磁是两种独立的作用。与这种传统观念相反,丹麦的自然哲学家奥斯特接受了德国哲学家康德和谢林关于自然力统一的哲学思想,坚信电与磁之间有着某种联系。经过多年的研究,他终于在1820年发现电流的磁效应:当电流通过导线时,引起导线近旁的磁针偏转。电流磁效应的发现开拓了电学研究的新纪元。
奥斯特的发现首先引起法国物理学家的注意,同年即取得一些重要成果,如安培关于载流螺线管与磁铁等效性的实验;阿喇戈关于钢和铁在电流作用下的磁化现象;毕奥和萨伐尔关于长直载流导线对磁极作用力的实验;此外安培还进一步做了一系列电流相互作用的精巧实验。由这些实验分析得到的电流元之间相互作用力的规律,是认识电流产生磁场以及磁场对电流作用的基础。
电流磁效应的发现打开了电应用的新领域。1825年斯特金发明电磁铁,为电的广泛应用创造了条件。1833年高斯和韦伯制造了第一台简陋的单线电报;1837年惠斯通和莫尔斯分别独立发明了电报机,莫尔斯还发明了一套电码,利用他所制造的电报机可通过在移动的纸条上打上点和划来传递信息。
1855年汤姆孙(即开尔文)解决了水下电缆信号输送速度慢的问题,1866年按照汤姆孙设计的大西洋电缆铺设成功。1854年,法国电报家布尔瑟提出用电来传送声音的设想,但未变成现实;后来,赖斯于1861年实验成功,但未引起重视。1861年贝尔发明了电话,作为收话机,它仍用于现代,而其发话机则被爱迪生的发明的碳发话机以及休士的发明的传声器所改进。
电流磁效应发现不久,几种不同类型的检流计设计制成,为欧姆发现电路定律提供了条件。1826年,受到傅里叶关于固体中热传导理论的启发,欧姆认为电的传导和热的传导很相似,电源的作用好像热传导中的温差一样。为了确定电路定律,开始他用伏打电堆作电源进行实验,由于当时的伏打电堆性能很不稳定,实验没有成功;后来他改用两个接触点温度恒定因而高度稳定的热电动势做实验,得到电路中的电流强度与他所谓的电源的"验电力"成正比,比例系数为电路的电阻。
由于当时的能量守恒定律尚未确立,验电力的概念是含混的,直到1848年基尔霍夫从能量的角度考查,才橙清了电位差、电动势、电场强度等概念,使得欧姆理论与静电学概念协调起来。在此基础上,基尔霍夫解决了分支电路问题。
杰出的英国物理学家法拉第从事电磁现象的实验研究,对电磁学的发展作出极重要的贡献,其中最重要的贡献是1831年发现电磁感应现象。紧接着他做了许多实验确定电磁感应的规律,他发现当闭合线圈中的磁通量发生变化时,线圈中就产生感应电动势,感应电动势的大小取决于磁通量随时间的变化率。后来,楞次于1834年给出感应电流方向的描述,而诺埃曼概括了他们的结果给出感应电动势的数学公式。
法拉第在电磁感应的基础上制出了第一台发电机。此外,他把电现象和其他现象联系起来广泛进行研究,在1833年成功地证明了摩擦起电和伏打电池产生的电相同,1834年发现电解定律,1845年发现磁光效应,并解释了物质的顺磁性和抗磁性,他还详细研究了极化现象和静电感应现象,并首次用实验证明了电荷守恒定律。
电磁感应的发现为能源的开发和广泛利用开创了崭新的前景。1866年西门子发明了可供实用的自激发电机;19世纪末实现了电能的远距离输送;电动机在生产和交通运输中得到广泛使用,从而极大地改变了工业生产的面貌。
对于电磁现象的广泛研究使法拉第逐渐形成了他特有的"场"的观念。他认为:力线是物质的,它弥漫在全部空间,并把异号电荷和相异磁板分别连结起来;电力和磁力不是通过空虚空间的超距作用,而是通过电力线和磁力线来传递的,它们是认识电磁现象必不可少的组成部分,甚至它们比产生或"汇集"力线的"源"更富有研究的价值。
法拉第的丰硕的实验研究成果以及他的新颖的场的观念,为电磁现象的统一理论准备了条件。诺埃曼、韦伯等物理学家对电磁现象的认识曾有过不少重要贡献,但他们从超距作用观点出发,概括库仑以来已有的全部电学知识,在建立统一理论方面并未取得成功。这一工作在19世纪60年代由卓越的英国物理学家麦克斯韦完成。
麦克斯韦认为变化的磁场在其周围的空间激发涡旋电场;变化的电场引起媒质电位移的变化,电位移的变化与电流一样在周围的空间激发涡旋磁场。麦克斯韦明确地用数学公式把它们表示出来,从而得到了电磁场的普遍方程组——麦克斯韦方程组。法拉第的力线思想以及电磁作用传递的思想在其中得到了充分的体现。
麦克斯韦进而根据他的方程组,得出电磁作用以波的形式传播,电磁波在真空中的传播速度等于电量的电磁单位与静电单位的比值,其值与光在真空中传播的速度相同,由此麦克斯韦预言光也是一种电磁波。
1888年,赫兹根据电容器放电的振荡性质,设计制作了电磁波源和电磁波检测器,通过实验检测到电磁波,测定了电磁波的波速,并观察到电磁波与光波一样,具有偏振性质,能够反射、折射和聚焦。从此麦克斯韦的理论逐渐为人们所接受。麦克斯韦电磁理论通过赫兹电磁波实验的证实,开辟了一个全新的领域——电磁波的应用和研究。1895年,俄国的波波夫和意大利的马可尼分别实现了无线电信号的传送。后来马可尼将赫兹的振子改进为竖直的天线;德国的布劳恩进一步将发射器分为两个振荡电路,为扩大信号传递范围创造了条件。1901年马可尼第一次建立了横跨大西洋的无线电联系。电子管的发明及其在线路中的应用,使得电磁波的发射和接收都成为易事,推动了无线电技术的发展,极大地改变了人类的生活。
1896年洛伦兹提出的电子论,将麦克斯韦方程组应用到微观领域,并把物质的电磁性质归结为原子中电子的效应。这样不仅可以解释物质的极化、磁化、导电等现象以及物质对光的吸收、散射和色散现象;而且还成功地说明了关于光谱在磁场中分裂的正常塞曼效应;此外,洛伦兹还根据电子论导出了关于运动介质中的光速公式,把麦克斯韦理论向前推进了一步。
在法拉第、麦克斯韦和洛伦兹的理论体系中,假定了有一种特殊媒质"以太"存在,它是电磁波的荷载者,只有在以太参照系中,真空中光速才严格地与方向无关,麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式也只在以太参照系中才严格成立。这意味着电磁规律不符合相对性原理。
关于这方面问题的进一步研究,导致了爱因斯坦在1905年建立了狭义相对论,它改变了原来的观点,认定狭义相对论是物理学的一个基本原理,它否定了以太参照系的存在并修改了惯性参照系之间的时空变换关系,使得麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式有可能在所有惯性参照系中都成立。狭义相对论的建立不仅发展了电磁理论,并且对以后理论物理的发展具有巨
㈣ 谁发明了电
1、美国的科学家富兰克林发明了电。在1732年,美国的科学家富兰克林认为电是一种没有重量的流体,存在于所有物体中。当物体得到比正常份量多的电就称为带正电;若少于正常份量,就被称为带负电。
2、所谓“放电”就是正电流向负电的过程,这个理论并不完全正确,但是正电、负电两种名称则被保留下来。此时期有关“电”的观念是物质上的主张。富兰克林做了多次实验,并首次提出了电流的概念。
3、富兰克林让别人做了多次实验,进一步揭示了电的性质,并提出了电流这一术语。富兰克林对电学的另一重大贡献,就是通过设计1752年著名的风筝实验,“捕捉天电”,证明天空的闪电和地面上的电是一回事。
4、科学家用金属丝把一个很大的风筝放到云层里去。金属丝的下端接了一段绳子,另在金属丝上还挂了一串钥匙。当时富兰克林一手拉住绳子,用另一手轻轻触及钥匙。于是科学家立即感到一阵猛烈的冲击(电击),同时还看到手指和钥匙之间产生了小火花。而且科学家的手被弹开了,这个实验表明:被雨水湿透了的风筝的金属线变成了导体,把空中闪电的电荷引到手指与钥匙之间。这在当时是一件轰动一时的大事。一年后富兰克林总结制造出了世界上第一个避雷针。

(4)用电学发明扩展阅读:
1、物质中的电效应是电学与其他物理学科(甚至非物理的学科)之间联系的纽带。物质中的电效应种类繁多,有许多已成为或正逐渐发展为专门的研究领域。
2、我们用的电池和伏特当初所制造的电池组,是运用相同的原理。电池的外壳都是由锌制成;锌的外面再会覆盖一层塑料或洋铁皮,以防止电池发生渗漏的情形。在电池里没有银片或铜片,而是在正中央有一根碳棒。
3、电的发现和应用极大的节省了人类的体力劳动和脑力劳动,使人类的力量长上了翅膀,使人类的信息触角不断延伸。电对人类生活的影响有两方面:能量的获取转化和传输,电子信息技术的基础。电的发现可以说是人类历史的革命,由它产生的动能每天都在源源不断的释放,人对电的需求夸张的说其作用不亚于人类世界的氧气,如果没有电,人类的文明还会在黑暗中探索。
㈤ 有关电学的小发明
你看看灯泡吧。。。
㈥ 电是谁发明的
富兰克林发现电,法拉第发现电磁感应现象,可产生电,爱迪生发明电灯
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㈦ 电学小发明怎么做啊
真详细。。。。。。。。。。。。。。。。。。
㈧ 电学小发明
什么问题哈?
你做个 水果电池吧-- 就是橘子、苹果等 然后用2个不同的金属片做电极, 然后接小灯泡试试
㈨ 著名电学的科学家
欧 姆
乔治·西蒙·欧姆(Georg Simon Ohm,1787—1845)1787年3月16日生于德国埃尔兰根城,父亲是锁匠。父亲自学了数学和物理方面的知识,并教给少年时期的欧姆,唤起了欧姆对科学的兴趣。16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学,由于经济困难,中途缀学,到1813年才完成博士学业。欧姆是一个很有天才和科学抱负的人,他长期担任中学教师,由于缺少资料和仪器,给他的研究工作带来不少困难,但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究,自己动手制作仪器。
富兰克林
富兰克林(Benjamin Franklin) 美国科学家、物理学家、社会活动家,资产阶级革命时期的民主主义者。1706年1月17日生于波士顿的一个工人家庭。1714年入小学,仅读二年。1718年12岁时开始作印刷学徒工。但他对科学十分向往,勤奋自学,掌握了意大利、西班牙等多种外语和广泛的自然科学知识。由于天才和勤奋,终于使自己成为举世瞩目的伟大科学家和发明家。富兰克林最卓越的贡献是为电学史上树起了一块丰碑。电学是近代科学中较为年轻的一门科学,富兰克林的成就开创了电学史的新纪元。他的主要研究对象是大气电理论。
1749年他在大量实验的基础上证明了闪电是一种电力性质,闪电和电火花具有同样的特性,都是瞬时的,都是相似的光和声,都能燃着物体、熔解金属、流过导体、具有集中于物体尖端的特点。他还证明了闪电和电火花都能破坏磁性和杀死生物等。富兰克林用著名的风筝实验,证实了他的观点:闪电就是一种放电现象。
1752年7月在费城一次雷雨天气中,他把风筝放入空中,冒着极大的生命危险,把“天电”引入了莱顿瓶,成功地证实了闪电的特性。1753年他在充分研究了“天电”特性并进行大量实验的基础上发现了尖端放电现象,从而发明了避雷针。这是人类在征服大自然的道路上迈出的具有重大意义的一步。
富兰克林的“电的单流体说”,以及正电和负电概念的引入,使人们更进一步了解了电的本质,并使电成为可以定量的物理量了。他认为,电的“二流体论 ”是没有根据的,电只有一种,每个物体都具有一定量的电,磨擦不能创造出电,只能使电从一个物体转到另一物体,它们的总电量保持不变,得到电的物体带正电,失去电的物体带负电。他的理论为电荷守恒定律的发现奠定了理论基础。