电和电流的发现

早在2500年前，古希腊人就发现琥珀与毛皮摩擦可以吸引一些光线和小东西，如绒毛和稻草。他们称这种现象为“电”。公元1600年，英国医生吉尔伯特(1544 ~ 1603)进行了多年的实验，发现了许多现象，如“电”和“电吸引”。他是第一个使用特殊术语的人，比如“电”和“电吸引”。因此，许多人称他为电学研究之父。在吉尔伯特之后的200年里，更多的人做了许多实验，积累了关于电现象的知识。1734年，法国人杜瓦尔发现了相同数量的电相互排斥和不同数量的电相互吸引的现象。1745年，普鲁士(德国的前身)的副主教克莱斯勒在实验中发现了放电现象。18世纪中叶，在大洋彼岸的美国，伟大的电工富兰克林做了更多的实验，进一步揭示了电的本质，并提出了电流这个术语。他认为电是一种没有重量的流体，存在于所有物体中。如果一个物体接收到的电量超过其正常重量，它就被称为带正电(或“带正电”)；如果一个物体的电量低于其正常电量，它就被称为带负电(或“负电”)。所谓放电就是从正电流到负电流的过程。富兰克林的陈述确实很好地解释了当时的一些电现象，但是我们对电的本质的理解与我们目前的观点相反，即“当两个物体互相摩擦时，带负电的电子容易移动”。富兰克林对电学的另一个伟大贡献是通过1752年著名的风筝实验“捕捉天空的电”证明了天空中的闪电和地面上的电是一回事。他用一根铁丝把一只大风筝放入云端。电线的下端连接着一根绳子，电线上挂着一串钥匙。富兰克林一只手抓住绳子，另一只手轻轻地碰了碰钥匙。他立即感到一种强烈的冲击(电击)，并看到手指和钥匙之间有一个小火花。实验表明，被雨水浸泡过的风筝线变成了导体，在手指和钥匙之间的空气中产生闪电电荷。这在当时是一件轰动事件。一年后，富兰克林制造了世界上第一根避雷针。电流现象的研究对于人们深入研究电和电磁现象具有重要意义。意大利解剖学教授加尔瓦尼(1737-1798)是第一个开始当前研究的人。加尔瓦尼的发现源于1780年一个非常常见的闪电现象。闪电导致加尔瓦尼解剖室桌子上一只青蛙的腿抽筋，这只青蛙正与镊子和镊子环接触。他严谨的科学态度使他没有放弃对这种“偶然的”奇怪现象的研究。他花了12年时间研究青蛙腿等肌肉运动的电效应。最后，他发现如果神经和肌肉接触两种不同的金属(例如铜线和铁丝)，青蛙的腿会痉挛。这种现象发生在电流回路中。然而，加尔瓦尼仍然无法回答目前这种现象的原因。他认为青蛙腿的抽筋现象是“动物电”的表现，由金属线组成的电路只是一个放电电路。加尔瓦尼的观点在当时的科学界引起了很大反响。然而，另一位意大利科学家沃尔特(1745 ~ 1827)不同意加尔瓦尼的观点。他认为电存在于金属中，而不是肌肉中。两种明显不同的观点引起了科学界的争论，并把科学界分成了两大群体。1800年春，关于海流成因的辩论有了进一步的突破。伏打发明了著名的“伏打电池”。电池是由一系列圆形锌片和银片重叠而成的装置。在每一对银片和锌片之间，用浸在盐水或其他导电溶液中的纸板将它们分开。银片和锌片是两种不同的金属。盐水或其他导电溶液用作电解质。它们形成一个电流回路。这是一个相对原始的电池。它是由许多银和锌电池连接而成的电池组。然而，当时伏打发明电池并不容易。伏打电池的发明使人们第一次获得了可以人工控制的持续电流，为未来电流现象的研究提供了物质基础，也为电流效应的应用开辟了前景，并将很快成为电磁和化学研究的有力工具。