二富蘭克林對電學(xué)的早期研究

1、富蘭克林富蘭克林對電學(xué)的對電學(xué)的早期研究早期研究 一、一、靜電現(xiàn)象的早期研究靜電現(xiàn)象的早期研究 二、二、富蘭克林對電學(xué)的早期研究富蘭克林對電學(xué)的早期研究 提出了提出了電的單流質(zhì)理論電的單流質(zhì)理論，并發(fā)現(xiàn)了電荷守恒定律，并發(fā)現(xiàn)了電荷守恒定律 對大氣電現(xiàn)象的研究對大氣電現(xiàn)象的研究風(fēng)箏實驗風(fēng)箏實驗 由尖端放電現(xiàn)象由尖端放電現(xiàn)象研究研究發(fā)明發(fā)明避雷針避雷針 一、一、靜電現(xiàn)象的早期研究靜電現(xiàn)象的早期研究 人們對電現(xiàn)象的初步認識很早就有記載，早在人們對電現(xiàn)象的初步認識很早就有記載，早在公元前公元前585年年，古希臘哲學(xué)家，古希臘哲學(xué)家塞利斯塞利斯，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了摩擦過的琥珀能吸引碎草等輕小物體摩擦

2、過的琥珀能吸引碎草等輕小物體. 西漢末年西漢末年，也有關(guān)于，也有關(guān)于金屬制的矛的尖端放電金屬制的矛的尖端放電的的記載記載 晉朝（公元三世紀）晉朝（公元三世紀）還有關(guān)于還有關(guān)于摩擦起電引起放摩擦起電引起放電現(xiàn)象電現(xiàn)象的記載的記載 東漢東漢王充王充在其在其論衡論衡亂龍亂龍中記載和解釋道：中記載和解釋道：“頓牟掇芥，磁石引針皆以其真是，不假他類，他類頓牟掇芥，磁石引針皆以其真是，不假他類，他類肖似，不能掇取者何也，氣性異殊，不能相感動也肖似，不能掇取者何也，氣性異殊，不能相感動也.”即摩擦過的玳瑁（即摩擦過的玳瑁（“頓牟頓牟”）可以吸引芥籽，磁石可）可以吸引芥籽，磁石可以吸引針，這都是因為芥籽和玳瑁

3、，鐵針和磁石具有以吸引針，這都是因為芥籽和玳瑁，鐵針和磁石具有相同的相同的“氣性氣性”，因而能夠相互感動；有些看上去相，因而能夠相互感動；有些看上去相同的東西不能通過類似的方法使之相互吸引，這是因同的東西不能通過類似的方法使之相互吸引，這是因為它們的為它們的“氣性氣性”不同所致。王充將元氣理論引入靜不同所致。王充將元氣理論引入靜電（和靜磁）現(xiàn)象的研究中，這些解釋是較為合理的。電（和靜磁）現(xiàn)象的研究中，這些解釋是較為合理的。 關(guān)于雷電的產(chǎn)生，先秦的關(guān)于雷電的產(chǎn)生，先秦的慎到慎到（前（前395315）首先提出了首先提出了“摩擦生成說摩擦生成說”，他指出：，他指出：“陽與陰夾陽與陰夾持，則磨軋有光而

4、為電持，則磨軋有光而為電?！?后人對雷電的研究更為深入。如后人對雷電的研究更為深入。如“電是雷光電是雷光”（孔穎：（孔穎：左傳疏左傳疏）。陰陽激發(fā)）。陰陽激發(fā)“其光為電，其其光為電，其聲為雷聲為雷”（陸佃：（陸佃：埤雅埤雅）等等。）等等。 明代劉伯溫（明代劉伯溫（13111375）的解釋更為全面些。）的解釋更為全面些。他說：他說：“雷何物也？曰：雷者，天氣之郁而激發(fā)也，雷何物也？曰：雷者，天氣之郁而激發(fā)也，陰氣團于陽，必迫，迫極而迸，迸而聲為雷，光為陰氣團于陽，必迫，迫極而迸，迸而聲為雷，光為電電?！眲⒉疁氐恼f法基本上概括了歷代學(xué)者的觀點，劉伯溫的說法基本上概括了歷代學(xué)者的觀點，其基礎(chǔ)仍為元氣

5、學(xué)說。其基礎(chǔ)仍為元氣學(xué)說。 為了檢驗物體是否為了檢驗物體是否帶電，吉爾伯特制作了帶電，吉爾伯特制作了第一個實驗用驗電器第一個實驗用驗電器(如圖如圖)他用一根極細他用一根極細的金屬棒，中心固定在的金屬棒，中心固定在支座上可以自由轉(zhuǎn)動，支座上可以自由轉(zhuǎn)動，吉爾伯特發(fā)明的驗電器吉爾伯特發(fā)明的驗電器 當(dāng)摩擦后的帶電體靠近它時，金屬棒便被吸引而向帶當(dāng)摩擦后的帶電體靠近它時，金屬棒便被吸引而向帶電體方向轉(zhuǎn)動通過大量細致的實驗，吉爾伯特發(fā)現(xiàn)電體方向轉(zhuǎn)動通過大量細致的實驗，吉爾伯特發(fā)現(xiàn)不僅摩擦后的琥珀有吸引輕小物體的性質(zhì)，還有一系不僅摩擦后的琥珀有吸引輕小物體的性質(zhì)，還有一系列其他物體如金剛石、藍寶石、水晶、

6、硫磺、明礬、列其他物體如金剛石、藍寶石、水晶、硫磺、明礬、樹脂等等也有這種性質(zhì)樹脂等等也有這種性質(zhì)，他把這種性質(zhì)稱為，他把這種性質(zhì)稱為電性電性 16601660年左右，德國科學(xué)家年左右，德國科學(xué)家格里凱格里凱(Otto von (Otto von GdehckeGdehcke，1602-1686)1602-1686)發(fā)明了能產(chǎn)生大量電荷的發(fā)明了能產(chǎn)生大量電荷的摩摩擦起電機擦起電機它是用帶有轉(zhuǎn)動軸的硫磺球（硫磺球的它是用帶有轉(zhuǎn)動軸的硫磺球（硫磺球的制作方法參閱制作方法參閱P.169-170P.169-170）放在一個支架上一只）放在一個支架上一只手握住搖柄轉(zhuǎn)動硫磺球，另一只手緊貼在硫磺球面手握住

7、搖柄轉(zhuǎn)動硫磺球，另一只手緊貼在硫磺球面上與迅速轉(zhuǎn)動的球發(fā)生摩擦，結(jié)果人體和硫磺球都上與迅速轉(zhuǎn)動的球發(fā)生摩擦，結(jié)果人體和硫磺球都帶上了電帶上了電 1729年，英國科學(xué)家年，英國科學(xué)家格雷格雷(SlephenGray, 1670-1736)對電荷能不能傳遞進行了研究，他發(fā)現(xiàn)對電荷能不能傳遞進行了研究，他發(fā)現(xiàn)摩擦過的玻璃管上所帶的電荷可以傳遞到塞子上，摩擦過的玻璃管上所帶的電荷可以傳遞到塞子上，再用末端有骨制小球的棍子插入帶電的塞子中，小再用末端有骨制小球的棍子插入帶電的塞子中，小球也可以帶電從而使人們了解到除摩擦之外還可球也可以帶電從而使人們了解到除摩擦之外還可以有其他方法，如傳遞也可以使物體帶電

8、以有其他方法，如傳遞也可以使物體帶電 1733年，法國科學(xué)家年，法國科學(xué)家杜菲杜菲(Charles Francois Du Fay，1698-1739)發(fā)現(xiàn)絕緣的金屬也可以通過摩擦的辦法起電，發(fā)現(xiàn)絕緣的金屬也可以通過摩擦的辦法起電，從而得出了所有的物體都可以摩擦起電從而得出了所有的物體都可以摩擦起電 杜菲用自己的身體，即所謂杜菲用自己的身體，即所謂“非電的非電的”物體，作帶物體，作帶電實驗：用絕緣絲繩把自己吊起來，然后使自己帶上電，電實驗：用絕緣絲繩把自己吊起來，然后使自己帶上電，當(dāng)一個人接近他時，從他身上發(fā)出電火，并有噼啪的響當(dāng)一個人接近他時，從他身上發(fā)出電火，并有噼啪的響聲由此他得出結(jié)論：

9、聲由此他得出結(jié)論：所有的物體都可以帶電所有的物體都可以帶電 通過實驗，杜菲區(qū)分出兩種電荷，并且發(fā)現(xiàn)通過實驗，杜菲區(qū)分出兩種電荷，并且發(fā)現(xiàn)同種電同種電互相排斥，而異種電互相吸引互相排斥，而異種電互相吸引 荷蘭物理學(xué)家荷蘭物理學(xué)家穆欣布羅克穆欣布羅克(Pieter wan Musschenbrock，1692-1761) 于于1746年做了如下的年做了如下的實驗實驗: 將一槍管懸掛在空中，用起電機與槍管相連，將一槍管懸掛在空中，用起電機與槍管相連，另用一根銅線一端與槍管相連，另一端浸入盛有水另用一根銅線一端與槍管相連，另一端浸入盛有水的玻璃瓶中，當(dāng)他的助手一只手握著玻璃瓶，另一的玻璃瓶中，當(dāng)他的助

10、手一只手握著玻璃瓶，另一只手不小心觸到槍管上，助手猛然感到一次強烈的只手不小心觸到槍管上，助手猛然感到一次強烈的電擊而喊了起來，穆欣布羅克替下助手親自體驗了電擊而喊了起來，穆欣布羅克替下助手親自體驗了給他的助手帶來極大恐怖感覺的實驗給他的助手帶來極大恐怖感覺的實驗 后來，穆欣布羅克在給后來，穆欣布羅克在給雷謬爾雷謬爾的信中描寫了他的信中描寫了他的實驗，以親身的體驗勸人不要做這種人體放電實的實驗，以親身的體驗勸人不要做這種人體放電實驗，卻反而引起了更多人的好奇和興趣，有不少人驗，卻反而引起了更多人的好奇和興趣，有不少人重復(fù)了重復(fù)了“萊頓實驗萊頓實驗” 有許多人為了娛樂也做起電有許多人為了娛樂也做

11、起電實驗來實驗來 穆欣布羅克還由此認識到，盛水的玻璃瓶通電穆欣布羅克還由此認識到，盛水的玻璃瓶通電后，可以將電保存起來后，可以將電保存起來. -荷蘭人稱之為荷蘭人稱之為萊頓萊頓瓶瓶 德國物理學(xué)家德國物理學(xué)家克萊斯特克萊斯特 (Ewald Georg von KleiSt，1700-1748) 于于1745年也獨立地發(fā)現(xiàn)盛水的瓶中插入導(dǎo)體通電，年也獨立地發(fā)現(xiàn)盛水的瓶中插入導(dǎo)體通電，瓶子能貯電，在德國就把有貯電性的瓶子叫瓶子能貯電，在德國就把有貯電性的瓶子叫克萊斯特瓶克萊斯特瓶 萊頓瓶的發(fā)明為靜電研究提供了一種儲存電的有效方法，萊頓瓶的發(fā)明為靜電研究提供了一種儲存電的有效方法，為進一步深入研究提供

12、了一種新的強有力的實驗手段，對電為進一步深入研究提供了一種新的強有力的實驗手段，對電學(xué)知識的傳播和應(yīng)用起到了重要作用學(xué)知識的傳播和應(yīng)用起到了重要作用 17461746年，在美國費城的富蘭克林年，在美國費城的富蘭克林(Benjamin Franklin(Benjamin Franklin，1706-1790)1706-1790)通過一位英國朋友得到了萊頓瓶等電學(xué)實驗儀器，通過一位英國朋友得到了萊頓瓶等電學(xué)實驗儀器，開始了他近開始了他近1010年的電學(xué)研究年的電學(xué)研究二、二、富蘭克林對電學(xué)的早期研究富蘭克林對電學(xué)的早期研究 本杰明本杰明富蘭克林富蘭克林美國物理家和政治家，美國物理家和政治家，在美國

13、進行在美國進行獨立戰(zhàn)爭時期，他是積極的支持者和參加者。他是美國資獨立戰(zhàn)爭時期，他是積極的支持者和參加者。他是美國資產(chǎn)階級民主革命時期著名綱領(lǐng)性文件產(chǎn)階級民主革命時期著名綱領(lǐng)性文件獨立宣言獨立宣言的三個的三個起草人之一。他是起草人之一。他是1781年美國和英國談判的代表。年美國和英國談判的代表。 富蘭克林富蘭克林家境貧寒，幼年曾做過印刷業(yè)的學(xué)徒工人，家境貧寒，幼年曾做過印刷業(yè)的學(xué)徒工人，由于他勤奮學(xué)習(xí)，在由于他勤奮學(xué)習(xí)，在30歲以前就已熟讀了有名的物理學(xué)家歲以前就已熟讀了有名的物理學(xué)家波義爾和牛頓的著作。他波義爾和牛頓的著作。他由于由于電學(xué)研究電學(xué)研究而聞名于世他的而聞名于世他的電學(xué)研究在電學(xué)研

14、究在避雷針避雷針上上得到了實際應(yīng)用得到了實際應(yīng)用他之所以取得這么他之所以取得這么大的成就，主要是靠自學(xué)得來的。大的成就，主要是靠自學(xué)得來的。1 1、提出了電的單流質(zhì)理論，并發(fā)現(xiàn)了電荷守恒定律、提出了電的單流質(zhì)理論，并發(fā)現(xiàn)了電荷守恒定律 富蘭克林富蘭克林開始研究電現(xiàn)象的時候，電學(xué)研究還處于萌芽狀開始研究電現(xiàn)象的時候，電學(xué)研究還處于萌芽狀態(tài)，態(tài)，摩擦生電、靜電吸引、放電摩擦生電、靜電吸引、放電等現(xiàn)象已經(jīng)吸引了歐洲的一批等現(xiàn)象已經(jīng)吸引了歐洲的一批學(xué)者學(xué)者17461746年，年，萊頓瓶萊頓瓶發(fā)明以后，為靜電研究提供了一種儲存發(fā)明以后，為靜電研究提供了一種儲存電的有效方法，為進一步研究電現(xiàn)象提供了一種新

15、的強有力的電的有效方法，為進一步研究電現(xiàn)象提供了一種新的強有力的手段新奇的電現(xiàn)象廣泛地吸引了人們的注意，在當(dāng)時的歐洲，手段新奇的電現(xiàn)象廣泛地吸引了人們的注意，在當(dāng)時的歐洲，時興表演電學(xué)實驗，不僅在實驗室和集會廳表演，而且還在街時興表演電學(xué)實驗，不僅在實驗室和集會廳表演，而且還在街頭表演，有些人竟以此為業(yè)，帶著一些簡單儀器，走城串鎮(zhèn)，頭表演，有些人竟以此為業(yè)，帶著一些簡單儀器，走城串鎮(zhèn)，有的歐洲人還把這種表演搬到了美洲的街頭有的歐洲人還把這種表演搬到了美洲的街頭 大約大約1746年，就是萊頓瓶剛剛發(fā)明的那一年，有一年，就是萊頓瓶剛剛發(fā)明的那一年，有一天，富蘭克林走在街頭，看到一位歐洲人正在表演稱

16、天，富蘭克林走在街頭，看到一位歐洲人正在表演稱作作“電氣魔術(shù)電氣魔術(shù)”的電學(xué)實驗，他感到極為新鮮，又驚的電學(xué)實驗，他感到極為新鮮，又驚又喜，看了很久不久，富蘭克林的一位英國朋友又喜，看了很久不久，富蘭克林的一位英國朋友柯柯林生林生給富蘭克林寄來了一根很大的用來做靜電實驗的給富蘭克林寄來了一根很大的用來做靜電實驗的玻璃管，玻璃管，用絲綢摩擦管子，就能產(chǎn)生很強的電現(xiàn)用絲綢摩擦管子，就能產(chǎn)生很強的電現(xiàn)象象富蘭克林立即動手重復(fù)在街頭所看到的實驗，另富蘭克林立即動手重復(fù)在街頭所看到的實驗，另外還加上了一些新實驗不久，富蘭克林的工作就取外還加上了一些新實驗不久，富蘭克林的工作就取得了成績，在以后近得了成績

17、，在以后近10年的研究中，他在許多方面的年的研究中，他在許多方面的工作超過了歐洲的科學(xué)家工作超過了歐洲的科學(xué)家 富蘭克林在電學(xué)上有許多重要貢獻通過實驗，他富蘭克林在電學(xué)上有許多重要貢獻通過實驗，他對當(dāng)時許多混亂的電學(xué)知識（對當(dāng)時許多混亂的電學(xué)知識（如電的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移、如電的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移、感應(yīng)、存儲、充放電等感應(yīng)、存儲、充放電等）作了比較系統(tǒng)的清理他）作了比較系統(tǒng)的清理他曾把多個曾把多個萊頓瓶萊頓瓶聯(lián)結(jié)起來，聯(lián)結(jié)起來，儲存儲存更多電荷他用實更多電荷他用實驗證明驗證明萊頓瓶內(nèi)外金屬箔所帶電荷數(shù)量相等，電性萊頓瓶內(nèi)外金屬箔所帶電荷數(shù)量相等，電性相反相反1747年富蘭克林進行了這樣的實驗?zāi)旮惶m克林進行了這

18、樣的實驗:讓讓A和和B二二人分別站在絕緣的箱子上，人分別站在絕緣的箱子上，A用手摩擦用手摩擦B拿著的玻璃拿著的玻璃管，并讓管，并讓A、B兩人分別與站在地上的第三人兩人分別與站在地上的第三人C接觸接觸時，都引起火花說明時，都引起火花說明A、B兩人都帶電但是，如兩人都帶電但是，如果果A和和B在相互接觸的情況下摩擦玻璃管，則兩人都在相互接觸的情況下摩擦玻璃管，則兩人都不帶電此外，如果以上帶了電的不帶電此外，如果以上帶了電的A和和B兩人互相接兩人互相接觸，那就會產(chǎn)生比觸，那就會產(chǎn)生比A和和C、 B和和C接觸時更強的火花，接觸時更強的火花，而且，在而且，在A、B放電之后，兩人又都恢復(fù)了不帶電的放電之后，

19、兩人又都恢復(fù)了不帶電的狀態(tài)狀態(tài) 1750年，富蘭克林正式發(fā)表這一結(jié)果為了解釋年，富蘭克林正式發(fā)表這一結(jié)果為了解釋這種現(xiàn)象，他提出了這種現(xiàn)象，他提出了“單流質(zhì)單流質(zhì)”假說，設(shè)想存在一種假說，設(shè)想存在一種沒有重量的電流質(zhì)，彌漫于整個空間并滲透到各種物沒有重量的電流質(zhì)，彌漫于整個空間并滲透到各種物體之中當(dāng)物體內(nèi)部的電流質(zhì)的密度同外面相同時，體之中當(dāng)物體內(nèi)部的電流質(zhì)的密度同外面相同時，物體就顯示電中性；在起電過程中，一定量的電流質(zhì)物體就顯示電中性；在起電過程中，一定量的電流質(zhì)由一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體中，電流質(zhì)密度大于外由一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體中，電流質(zhì)密度大于外部的物體就帶正電，用部的物體就帶正電

20、，用 “十十”號表示；電流質(zhì)密度小號表示；電流質(zhì)密度小于外部的物體則帶負電，用于外部的物體則帶負電，用 “一一”號表示號表示“電荷電荷”、“正電正電”和和 “負電負電”的術(shù)語，就是由富蘭克林創(chuàng)造的，的術(shù)語，就是由富蘭克林創(chuàng)造的，這使人們有可能開始用數(shù)學(xué)方法來表示和研究帶電現(xiàn)這使人們有可能開始用數(shù)學(xué)方法來表示和研究帶電現(xiàn)象象 富蘭克林還認為富蘭克林還認為 “電不因摩擦玻璃管而創(chuàng)生，而只是從電不因摩擦玻璃管而創(chuàng)生，而只是從摩擦者轉(zhuǎn)移到了玻璃管，摩擦者失去的電與玻璃管獲得的電摩擦者轉(zhuǎn)移到了玻璃管，摩擦者失去的電與玻璃管獲得的電嚴格相同嚴格相同”這就是著名這就是著名的電荷守恒原理的電荷守恒原理它指出，

21、在任一它指出，在任一封閉系統(tǒng)中，電流質(zhì)的總量是不變的，它只能被重新分配而封閉系統(tǒng)中，電流質(zhì)的總量是不變的，它只能被重新分配而不能被創(chuàng)生不能被創(chuàng)生 富蘭克林認為富蘭克林認為物體包含著等量的正電和負電，在正常條物體包含著等量的正電和負電，在正常條件下正好互相中和了件下正好互相中和了起電作用是把可以稱為正電和負電的起電作用是把可以稱為正電和負電的兩種電分開，這就意味著它們的總和保持不變，仍舊是兩種電分開，這就意味著它們的總和保持不變，仍舊是零并以這一理論為基礎(chǔ)解釋了零并以這一理論為基礎(chǔ)解釋了萊頓瓶萊頓瓶的的工作原理工作原理 富蘭克林使電學(xué)的研究從開始單純的現(xiàn)象觀察邁進到精富蘭克林使電學(xué)的研究從開始單

22、純的現(xiàn)象觀察邁進到精密的定量描寫密的定量描寫 2、對大氣電現(xiàn)象的研究對大氣電現(xiàn)象的研究風(fēng)箏實驗風(fēng)箏實驗 富蘭克林的第二項重大貢獻是富蘭克林的第二項重大貢獻是統(tǒng)一了天電和地電統(tǒng)一了天電和地電，徹底破，徹底破除了人們對雷電的恐懼在除了人們對雷電的恐懼在1818世紀以前，人類對于雷電的性質(zhì)世紀以前，人類對于雷電的性質(zhì)還不了解，那些信奉上帝的人，把雷電引起的火災(zāi)看作是上帝還不了解，那些信奉上帝的人，把雷電引起的火災(zāi)看作是上帝的懲罰但一些富有科學(xué)精神的人，則已在探索雷電的秘密的懲罰但一些富有科學(xué)精神的人，則已在探索雷電的秘密了然而，了然而，真正以科學(xué)實驗尋求答案的真正以科學(xué)實驗尋求答案的，卻是美國的卻是

23、美國的富蘭克富蘭克林林在一次實驗中，為了增大電容量，他把幾個萊頓瓶連接在在一次實驗中，為了增大電容量，他把幾個萊頓瓶連接在一起他的夫人麗達在觀看萊頓瓶串聯(lián)實驗時，無意碰到萊頓一起他的夫人麗達在觀看萊頓瓶串聯(lián)實驗時，無意碰到萊頓瓶上的金屬桿，被電火花擊倒在地，臥病一周，使他更堅定了瓶上的金屬桿，被電火花擊倒在地，臥病一周，使他更堅定了探討雷電實質(zhì)的決心探討雷電實質(zhì)的決心 富蘭克林富蘭克林聯(lián)想到人們對雷電的兩種不同的觀念，聯(lián)想到人們對雷電的兩種不同的觀念，決定從理論上探討雷電的實質(zhì)富蘭克林通過實驗，決定從理論上探討雷電的實質(zhì)富蘭克林通過實驗，證明正負電荷在短路時發(fā)生的火花、響聲和雷電非證明正負電荷

24、在短路時發(fā)生的火花、響聲和雷電非常相似，他常相似，他確信確信：雷電就是自然界的電雷電就是自然界的電富蘭克林富蘭克林弄清了雷電的性質(zhì)之后，就開始研究控制雷電、避弄清了雷電的性質(zhì)之后，就開始研究控制雷電、避免雷擊的辦法富蘭克林免雷擊的辦法富蘭克林認為認為，既然萊頓瓶里的電既然萊頓瓶里的電可以引進引出，自然界的電也應(yīng)該能通過導(dǎo)線從天可以引進引出，自然界的電也應(yīng)該能通過導(dǎo)線從天上引下來上引下來 富蘭克林用綢子做了一個大風(fēng)箏，風(fēng)箏上安上一根富蘭克林用綢子做了一個大風(fēng)箏，風(fēng)箏上安上一根尖細的鐵絲，用來捉天電，并用麻繩將這鐵絲相連，麻尖細的鐵絲，用來捉天電，并用麻繩將這鐵絲相連，麻繩的末端拴一把銅鑰匙，鑰匙

25、塞在萊頓瓶中間，手拉的繩的末端拴一把銅鑰匙，鑰匙塞在萊頓瓶中間，手拉的一端接一根絲繩一端接一根絲繩( (非導(dǎo)體非導(dǎo)體) ) 在在17521752年年7 7月的一個雷雨天，他跑到郊外把風(fēng)箏放月的一個雷雨天，他跑到郊外把風(fēng)箏放到高空，經(jīng)過細心的觀察，發(fā)現(xiàn)當(dāng)閃電時，被雨淋濕而到高空，經(jīng)過細心的觀察，發(fā)現(xiàn)當(dāng)閃電時，被雨淋濕而躺倒的麻繩上的纖維，像躺倒的麻繩上的纖維，像 “ “怒發(fā)沖冠怒發(fā)沖冠”似的翹了起似的翹了起來這時他用指關(guān)節(jié)靠近鑰匙，火花向他手上飛過來，來這時他用指關(guān)節(jié)靠近鑰匙，火花向他手上飛過來，富蘭克林頓時感到一陣電麻，他確認這就是電富蘭克林頓時感到一陣電麻，他確認這就是電隨后，隨后，他又將他

26、又將風(fēng)箏線上的電引入萊頓瓶中風(fēng)箏線上的電引入萊頓瓶中 富蘭克林用由從雷云中收集來的電進行富蘭克林用由從雷云中收集來的電進行各種電學(xué)實驗，發(fā)現(xiàn)天電同樣可以使酒精燃各種電學(xué)實驗，發(fā)現(xiàn)天電同樣可以使酒精燃燒，可以做摩擦起電機產(chǎn)生的地電所做過的燒，可以做摩擦起電機產(chǎn)生的地電所做過的許多電的實驗許多電的實驗, ,可得到電火花，從而證明了閃可得到電火花，從而證明了閃電是一種電現(xiàn)象，證明了天電與地電的一致電是一種電現(xiàn)象，證明了天電與地電的一致性性 富蘭克林的這個實驗，不僅在美國有很大的影響，富蘭克林的這個實驗，不僅在美國有很大的影響，而且影響到世界其他國家。而且影響到世界其他國家。1753 年，俄國科學(xué)家里

27、希曼年，俄國科學(xué)家里希曼在屋頂上裝了一根導(dǎo)線通到實驗室，想用驗電器來觀察在屋頂上裝了一根導(dǎo)線通到實驗室，想用驗電器來觀察雷電現(xiàn)象。那時正逢雷雨交加，一個火球從上面?zhèn)髁讼吕纂姮F(xiàn)象。那時正逢雷雨交加，一個火球從上面?zhèn)髁讼聛?，結(jié)果里希曼遭雷擊而死亡。來，結(jié)果里希曼遭雷擊而死亡。 當(dāng)時實驗家們還不了解這種實驗的巨大危險性富當(dāng)時實驗家們還不了解這種實驗的巨大危險性富蘭克林的實驗蘭克林的實驗揭開了雷電神秘的面紗，顯示了雷電的本揭開了雷電神秘的面紗，顯示了雷電的本質(zhì)質(zhì)，對人們的思想產(chǎn)生了極大的震撼，是人類認識自然，對人們的思想產(chǎn)生了極大的震撼，是人類認識自然的歷史上一個劃時代的進步，實驗轟動了全世界的歷史上

28、一個劃時代的進步，實驗轟動了全世界3、由尖端放電現(xiàn)象發(fā)明避雷針由尖端放電現(xiàn)象發(fā)明避雷針 在電學(xué)研究中，富蘭克林早就注意到在電學(xué)研究中，富蘭克林早就注意到尖端放電現(xiàn)象尖端放電現(xiàn)象，他很快意識到尖端放電的重要性，并以他很快意識到尖端放電的重要性，并以發(fā)明避雷針發(fā)明避雷針而達而達到了頂點當(dāng)時人們關(guān)于到了頂點當(dāng)時人們關(guān)于火、燃燒、閃電、火花和放電火、燃燒、閃電、火花和放電等等現(xiàn)現(xiàn)象的認識還很不清楚富蘭克林猜測到了象的認識還很不清楚富蘭克林猜測到了閃電現(xiàn)象閃電現(xiàn)象是一種強大的電火花是一種強大的電火花他曾證明有尖端的物體容易失去他曾證明有尖端的物體容易失去電荷，在把這兩種思想結(jié)合起來時，他就想到了可以使電

29、荷，在把這兩種思想結(jié)合起來時，他就想到了可以使建筑物緩慢地放電，從而保護建筑物不受突然的雷擊，建筑物緩慢地放電，從而保護建筑物不受突然的雷擊，受到以上受到以上啟發(fā)啟發(fā),在進行在進行風(fēng)箏實驗風(fēng)箏實驗之后的當(dāng)年，之后的當(dāng)年，富蘭克林富蘭克林就就發(fā)明發(fā)明了了避雷針避雷針 其辦法是其辦法是：在建筑物的最高處立上一根在建筑物的最高處立上一根2米至米至3米高米高的金屬桿，用金屬線使它和地面相連接，等到雷雨的金屬桿，用金屬線使它和地面相連接，等到雷雨天氣，雷電馴服地沿著金屬線流向地下，建筑物就天氣，雷電馴服地沿著金屬線流向地下，建筑物就不會遭雷電了不會遭雷電了 富蘭克林對電學(xué)的另一重大貢獻，就是通過富蘭克林

30、對電學(xué)的另一重大貢獻，就是通過1752年年著名的風(fēng)箏實驗，著名的風(fēng)箏實驗，“捕捉天電捕捉天電”，證明天空的閃電和地，證明天空的閃電和地面上的電是一回事（如下圖）。他用金屬絲把一個很大面上的電是一回事（如下圖）。他用金屬絲把一個很大的風(fēng)箏放到云層里去。金屬絲的下端接了一段繩子，另的風(fēng)箏放到云層里去。金屬絲的下端接了一段繩子，另在金屬絲上還掛了一串鑰匙。當(dāng)時富蘭克林一手拉住繩在金屬絲上還掛了一串鑰匙。當(dāng)時富蘭克林一手拉住繩子，用另一手輕輕觸及鑰匙。他立即感到一陣猛烈的沖子，用另一手輕輕觸及鑰匙。他立即感到一陣猛烈的沖擊（電擊），同時還看到手指和鑰匙之間產(chǎn)生了小火花。擊（電擊），同時還看到手指和鑰匙

31、之間產(chǎn)生了小火花。這個實驗表明：被雨水濕透了的風(fēng)箏的金屬線變成了導(dǎo)這個實驗表明：被雨水濕透了的風(fēng)箏的金屬線變成了導(dǎo)體，把空中閃電的電荷引到手指與鑰匙之間。這在當(dāng)時體，把空中閃電的電荷引到手指與鑰匙之間。這在當(dāng)時是一件轟動一時的大事。一年后，富蘭克林制造出了世是一件轟動一時的大事。一年后，富蘭克林制造出了世界上第一個避雷針。界上第一個避雷針。 富蘭克林用風(fēng)箏做著名的實驗時沒有遭到不幸，富蘭克林用風(fēng)箏做著名的實驗時沒有遭到不幸，但物理學(xué)家但物理學(xué)家奇曼奇曼（1711-17531711-1753）在俄國進行一次類）在俄國進行一次類似實驗時卻送了命當(dāng)時實驗家們還不了解這種實似實驗時卻送了命當(dāng)時實驗家們

32、還不了解這種實驗的巨大危險性富蘭克林的實驗驗的巨大危險性富蘭克林的實驗揭開了雷電神秘揭開了雷電神秘的面紗，顯示了雷電的本質(zhì)的面紗，顯示了雷電的本質(zhì)，對人們的思想產(chǎn)生了，對人們的思想產(chǎn)生了極大的震撼，是人類認識自然的歷史上一個劃時代極大的震撼，是人類認識自然的歷史上一個劃時代的進步，實驗轟動了全世界的進步，實驗轟動了全世界那么，怎樣才能把雷電從天上引下來呢？那么，怎樣才能把雷電從天上引下來呢？ 細心的富蘭克林觀察到，閃電和電火花都是瞬細心的富蘭克林觀察到，閃電和電火花都是瞬時發(fā)生的，而且光和聲都集中在物體的尖端他由時發(fā)生的，而且光和聲都集中在物體的尖端他由此想到，如果將帶尖的金屬桿裝在屋頂上，再

33、用電此想到，如果將帶尖的金屬桿裝在屋頂上，再用電線把金屬桿和地面相連，不就可以把空中的電引到線把金屬桿和地面相連，不就可以把空中的電引到地下來嗎？這樣就能避免高大建筑遭受雷擊地下來嗎？這樣就能避免高大建筑遭受雷擊 為了證明他的大膽猜測，為了證明他的大膽猜測，17521752年年7 7月，富蘭克月，富蘭克林做了一次震驚世界的實驗他在大雷雨即將到林做了一次震驚世界的實驗他在大雷雨即將到來之前，把一只大風(fēng)箏放到天空，風(fēng)箏越飛越高，來之前，把一只大風(fēng)箏放到天空，風(fēng)箏越飛越高，肉眼幾乎看不見，這時大雨傾盆而下，富蘭克林肉眼幾乎看不見，這時大雨傾盆而下，富蘭克林握風(fēng)箏線的手突然感到一陣麻木，緊接著，掛在握

34、風(fēng)箏線的手突然感到一陣麻木，緊接著，掛在風(fēng)箏線下端的銅鈴碰動起來，伴隨著陣陣聲響冒風(fēng)箏線下端的銅鈴碰動起來，伴隨著陣陣聲響冒出點點火花出點點火花 成功了！成功了！成功了！成功了！ 富蘭克林扔下富蘭克林扔下風(fēng)箏興奮地大叫起來隨后，他又將風(fēng)箏興奮地大叫起來隨后，他又將風(fēng)箏線上的風(fēng)箏線上的電引入萊頓瓶中電引入萊頓瓶中驗證猜測驗證猜測 18世紀中葉，在大洋彼岸的世紀中葉，在大洋彼岸的美國科學(xué)家本杰明美國科學(xué)家本杰明富蘭富蘭克林克林（Benjamin Franklin，17061790）做了多次實驗，）做了多次實驗，進一步揭示了電的性質(zhì)，并提出了電流這一術(shù)語進一步揭示了電的性質(zhì)，并提出了電流這一術(shù)語富蘭

35、克富蘭克林是第一個享有世界聲譽的美國科學(xué)家，盡管他取得科學(xué)林是第一個享有世界聲譽的美國科學(xué)家，盡管他取得科學(xué)上的成就的時候美國還沒有獨立他同時又是著名的社會上的成就的時候美國還沒有獨立他同時又是著名的社會活動家和政治家在美國進行獨立戰(zhàn)爭時期，他是積極的活動家和政治家在美國進行獨立戰(zhàn)爭時期，他是積極的支持者和參加者他是美國資產(chǎn)階級民主革命時期著名綱支持者和參加者他是美國資產(chǎn)階級民主革命時期著名綱領(lǐng)性文件領(lǐng)性文件獨立宣言獨立宣言的三個起草人之一他是的三個起草人之一他是1781年美年美國和英國談判的代表他之所以取得這么大的成就，主要國和英國談判的代表他之所以取得這么大的成就，主要是靠自學(xué)得來的是靠自

36、學(xué)得來的 他家境貧寒，幼年曾做過印刷業(yè)的學(xué)徒工人，盡管他家境貧寒，幼年曾做過印刷業(yè)的學(xué)徒工人，盡管學(xué)徒工待遇低，工作勞累，但他卻是一個學(xué)徒工待遇低，工作勞累，但他卻是一個“手里有一點小手里有一點小錢都花在書上錢都花在書上”的人他只要有一點空余時間就讀書，在的人他只要有一點空余時間就讀書，在30歲以前就已熟讀了有名的物理學(xué)家波義爾和牛頓的著歲以前就已熟讀了有名的物理學(xué)家波義爾和牛頓的著作由于他勤奮學(xué)習(xí)，雖然沒有進大學(xué)受高等教育，卻在作由于他勤奮學(xué)習(xí)，雖然沒有進大學(xué)受高等教育，卻在科學(xué)領(lǐng)域里有所作為，并獲得了許多有名大學(xué)的榮譽學(xué)科學(xué)領(lǐng)域里有所作為，并獲得了許多有名大學(xué)的榮譽學(xué)位他于位他于1753年

37、先后得到美國歷史最悠久的大學(xué)年先后得到美國歷史最悠久的大學(xué)哈佛哈佛大學(xué)和耶魯大學(xué)的榮譽學(xué)位他還是新大陸第一個長期性大學(xué)和耶魯大學(xué)的榮譽學(xué)位他還是新大陸第一個長期性的科學(xué)團體的科學(xué)團體美國哲學(xué)會的主要奠基人美國哲學(xué)會的主要奠基人 富蘭克林的第一個重大貢獻，就是發(fā)現(xiàn)了富蘭克林的第一個重大貢獻，就是發(fā)現(xiàn)了“電電流流”他在他在1747年給朋友的一封信中提出關(guān)于電的年給朋友的一封信中提出關(guān)于電的“單流單流說說”他認為電是一種沒有重量的流體，存在于所有的物他認為電是一種沒有重量的流體，存在于所有的物體之中如果一個物體得到了比它正常的份量更多的電，體之中如果一個物體得到了比它正常的份量更多的電，它就被稱之為

38、帶正電（或它就被稱之為帶正電（或“陽電陽電”）；如果一個物體少于）；如果一個物體少于它正常份量的電，它就被稱之為帶負電（或它正常份量的電，它就被稱之為帶負電（或“陰陰電電”）根據(jù)富蘭克林的說法，經(jīng)常移動的是正電所謂）根據(jù)富蘭克林的說法，經(jīng)常移動的是正電所謂放電就是正電流向負電的過程富蘭克林的這個說法，放電就是正電流向負電的過程富蘭克林的這個說法，在在當(dāng)時確實能夠比較圓滿地解釋一些電的現(xiàn)象，但對于電的當(dāng)時確實能夠比較圓滿地解釋一些電的現(xiàn)象，但對于電的本質(zhì)的認識與我們現(xiàn)在的看法卻相反本質(zhì)的認識與我們現(xiàn)在的看法卻相反 現(xiàn)在的看法認為：現(xiàn)在的看法認為：兩個物體互相摩擦的時候，兩個物體互相摩擦的時候，容

39、易移動的恰恰是帶負電的電子，如果它們是導(dǎo)容易移動的恰恰是帶負電的電子，如果它們是導(dǎo)體，由于人本身也是導(dǎo)體，過剩的電子或短缺的體，由于人本身也是導(dǎo)體，過剩的電子或短缺的電子很容易從導(dǎo)體（人體）傳到地下或得到補償，電子很容易從導(dǎo)體（人體）傳到地下或得到補償，因而摩擦后不顯電性如果互相摩擦的物體都是因而摩擦后不顯電性如果互相摩擦的物體都是絕緣體（即不導(dǎo)電的物體），經(jīng)過摩擦，電子從絕緣體（即不導(dǎo)電的物體），經(jīng)過摩擦，電子從一方移向另一方，于是雙方就都帶電了，一方帶一方移向另一方，于是雙方就都帶電了，一方帶正電，一方帶負電，二者電性相反，電量相同正電，一方帶負電，二者電性相反，電量相同 富蘭克林對電學(xué)的另一重大貢獻，就是通過富蘭克林對電學(xué)的另一重大貢獻，就是通過1752年年著名的風(fēng)箏實驗，著名的風(fēng)箏實驗，“捕捉天電捕捉天電”，證明天空的閃電和地，證明天空的閃電和地面上的電是一回事（如下圖）他用金屬絲把一個很大面上的電是一回事（如下圖）他用金屬絲把一個很大的風(fēng)箏放到云層里去金屬絲的下端接了一段繩子，另的風(fēng)箏放到云層里去金屬絲的下端接了一段繩子，另在金屬絲上還掛了一串鑰匙當(dāng)時富蘭克林一手拉住繩在金屬絲上還掛了一串鑰匙當(dāng)時富蘭克林一手拉住繩子，用另一手輕輕觸及鑰匙他立即感到一陣猛烈的沖子，用另一手輕輕觸及鑰匙