電和電流的發現

　　電和電流的發現

　　遠在２５００多年前，古希臘人就發現用毛皮磨擦過的琥珀能吸引一些像絨毛、麥桿等一些輕小的東西，他們把這種現象稱作“電”。

　　公元１６００年，英國醫生吉爾伯特（１５４４～１６０３）做了多年的實驗，發現了“電力”，“電吸引”等許多現象，并最先使用了“電力”、“電吸引”等專用術語，因此許多人稱他是電學研究之父。在吉爾伯特之后的２００年中，又有很多人做過多次試驗，不斷地積累對電的現象的認識。１７３４年法國人杜伐發現了同號電相互排斥、異號電相互吸引的現象。１７４５，普魯士（德國的前身）的一位副主教克萊斯特在實驗中發現了放電現象。

　　１８世紀中葉，在大洋彼岸的美國，大電學家富蘭克林又做了多次實驗，進一步揭示了電的性質，并提出了電流這一術語。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，它就被稱之為帶正電（或“陽電”）；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“陰電”）。所謂放電就是正電流向負電的過程。富蘭克林的這一說法，在當時確實能夠比較圓滿地解釋一些電的現象，但對于電的本質的認識與我們現在的“兩個物體互相磨擦時，容易移動的恰恰是帶負電的電子”的看法卻是相反。

　　富蘭克林對電學的另一重大貢獻，就是通過１７５２年著名的風箏實驗，“捕捉天電”，證明天空的閃電和地面上的電是一回事。他用金屬絲把一個很大的風箏放到云層里去。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。當時富蘭克林一手拉住繩子，用另一手輕輕觸及鑰匙。于是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生了小火花。這個實驗表明：被雨水濕透了的風箏的金屬線變成了導體，把空中閃電的電荷引到手指與鑰匙之間。這在當時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。

　　電流現象的研究，對于人們深入研究電學和電磁現象有著重要的意義。最早開始電流研究的是意大利的解剖學教授伽伐尼（１７３７－１７９８）。伽伐尼的發現源自于１７８０年的一次極為普通的閃電現象。閃電使伽伐尼解剖室內桌子上與鉗子和鑷子環連接觸的一只青蛙腿發生痙攣現象。嚴謹的科學態度，使他沒有放棄對這個“偶然”的奇怪現象的研究。他花費了整整１２年的時間，研究象青蛙腿這種肌肉運動中的電氣作用。最后，他發現如果使神經和肌肉同兩種不同的金屬（例如銅絲和鐵絲）接觸，青蛙腿就會發生痙攣。這種現象是在一種電流回路中產生的現象。但是，伽伐尼對這種電流現象的產生原因仍然未能回答，他認為蛙腿的痙攣現象是“動物電”的表現，由金屬絲構成的回路只是一個放電回路。

　　伽伐尼的看法在當時的科學界中引起了巨大的反響，但是，另一位意大利科學家伏打（１７４５～１８２７）不同意伽伐尼的看法，他認為電存在于金屬之中，而不是存在于肌肉中，兩種明顯不同的意見引起了科學界的爭論，并使科學界分成兩大派。

　　１８００年春季，有關電流起因的爭論有了進一步的突破。伏打發明了著名的“伏打電池”。這種電池是由一系列圓形鋅片和銀片相互交迭而成的裝置，在每一對銀片和鋅片之間，用一種在鹽水或其他導電溶液中浸過的紙板隔開。銀片和鋅片是兩種不同的金屬，鹽水或其他導電溶液作為電解液，它們構成了電流回路。這是一種比較原始的電池，是由很多銀鋅電池連接而成的電池組。但在當時，伏打能發明這種電池確是很不容易的。

　　伏打電池的發明使人們第一次獲得了可以人為控制的持續電流，為今后電流現象的研究提供了物質基礎，也為電流效應的應用打開了前景，并很快成為進行電磁學和化學研究的有力工具。