作业帮电如何被发现并被人类掌握
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/16 12:58:22
电如何被发现并被人类掌握
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电如何被发现并被人类掌握
18世纪时西方开始探索电的种种现象.美国的科学家富兰克林（Benjamin Franklin,1706～1790）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,所谓“放电”就是正电流向负电的过程（人为规定的）,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,1752年,他在一个风筝实验中,将系上钥匙的风筝用金属线放到云层中,被雨淋湿的金属线将空中的闪电引到手指与钥匙之间,证明了空中的闪电与地面上的电是同一回事.
从物质到电场
在十八世纪电的量性方面开始发展,1767年蒲力斯特里（J.B.Priestley）与1785年库仑（C.A.Coulomb 1736-1806）发现了静态电荷间的作用力与距离成反平方的定律,奠定了静电的基本定律.
在1800年,意大利的伏特（A.Voult）用铜片和锡片浸于食盐水中,并接上导线,制成了第一个电池,他提供首次的连续性的电源,堪称现代电池的元祖.1831年英国的法拉第（M.Faraday）利用磁场效应的变化,展示感应电流的产生.1851年他又提出物理电力线的概念.这是首次强调从电荷转移到电场的概念.
电场与磁场
1865年、苏格兰的马克斯威尔（J.C.Maxwell）提出电磁场理论的数学式,这理论提供了位移电流的观念,磁场的变化能产生电场,而电场的变化能产生磁场.马克斯威尔预测了电磁波辐射的传播存在,而在1887年德国赫兹（H.Hertz）展示出这样的电磁波.结果马克斯威尔将电学与磁学统合成一种理论,同时亦证明光是电磁波的一种.
马克斯威尔电磁理论的发展也针对微观方面的现象做出解释,并指出电荷的分裂性而非连续性的存在,1895年洛伦兹（H.A.Lorentz）假设这些分裂性的电荷是电子（electron）,而电子的作用就依马克斯威尔电磁方程式的电磁场来决定.1897年英国汤姆生（J.J.Thomson）证实这些电子的电性是带负电性.而1898年由伟恩（W.Wien）在观察阳极射线的偏转中发现带正电粒子的存在.
从粒子到量子
而人类一直以自然界中存在的粒子与波来描述“电”的世界.到了19世纪,量子学说的出现,使得原本构筑的粒子世界又重新受到考验.海森堡（Werner Heisenberg）所提出的“测不准原理”认为一个粒子的移动速度和位置不能被同时测得；电子不再是可数的颗粒；也不是绕著固定的轨道运行.
一九二三年,德布洛伊（Louis de Broglie）提出当微小粒子运动时,同时具有粒子性和波动性,称为“质—波二重性”,而薛定谔（Erwin Schrodinger）用数学的方法,以函数来描述电子的行为,并且用波动力学模型得到电子在空间存在的机率分布,根据海森堡测不准原理,我们无法准确地测到它的位置,但可以测得在原子核外每一点电子出现的机率.在波耳的氢原子模型中,原子在基态时的电子运动半径,就是在波动力学模型里,电子最大出现机率的位置.
随著科学的演进,人类逐渐理解“电”的物理量所能取得的数值是不连续的,它们所反映的规律是属于统计性的.