《欧洲人眼中的电学》
第13节

作者: aaa_ch
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  那么,吉尔伯特是由什么原因确定地球是一个大磁体的呢?
  吉尔伯特在1600年用拉丁文发表了一篇名叫《论磁》的论文,全篇讨论讨论电和磁的问题。由于这篇论文,有人认为近代电磁学,甚至近代物理学的纪年应该定在1600年。
  在这部书中,吉尔伯特认为:地球像一块大磁铁,它和普通磁铁一样,也有两个磁极,北磁极在北极附近,南磁极在南极附近;磁针所以能够指示南北方向,就是因为地球的磁极和磁针的磁极同性相斥、异性相吸的缘故。
  随后他作出了解释,这是他在确定磁石磁极时的偶然发现.

  在研究磁罗盘时,吉尔伯特曾制作了一个球形磁石.当将一个罗盘针放在球形磁石的表面上时,它所指示的方向用粉笔画在磁石上面,就会画出一个大圆圈。铁丝然后放在另一个点上,于是又得到一个大圆圈,如此等 等。所有这些圆圈可发现都近似地通过磁石上两个正好相对的点——两个磁极.这是其一.
  其二,在球形天然磁石两极等距离的地方画一个大圆圈(相当于赤道),吉尔伯特又有了新的发现,罗盘针在这个圆圈上的任何一 点时,指向针的针与磁石表面平行,而当位于两极时,它与表面垂直。而且, 当相对磁石移动这针时,吉尔伯特发现它对表面的倾角随其离两极的距离而变化.
  吉尔伯特既然想以罗盘来确定经度和海上定位,当然知道磁倾针处于地球不同纬度时的变化,而根据水手们提供的资料,这种变化与吉尔伯特现在所作的实验相同,这是什么原因?
  经过长时间的思考后,吉尔伯特猜测,地球就是一个巨大的球形磁石,而他的实验中的球形磁石就是一个缩微型地球。
  日期:2011-09-24 19:59:04
  3.4 第一次提出了“电”的概念

  从泰勒斯发现摩擦琥珀可以起电后的2200多年的时间里,摩擦起电几乎成了人们获得电的唯一方法。
  直到16世纪末,英国女王伊丽莎白一世的御医威廉•吉尔伯特注意到了摩擦起电与磁铁性质的相似,他第一个开始认真研究电磁现象,并期望这种研究能对航海有益。
  吉尔伯特重复了泰勒斯的实验,这位医生兼哲学家越来对这一现象越感兴趣,经过几年艰苦的研究,他并进而发现了一些他所预料不到的结果,吉尔伯特研究了十几种物质,发现它们中的大多数被摩擦后,同琥珀、玛瑙被摩擦后相似,可以吸引轻小的物体,很类似于磁性,可这与磁吸引有什么关系?
  吉尔伯特制成了第一台验电器,并用它证明了离带电体越近,吸引力越大,还指出电引力沿直线;带电体被加热或放在潮湿的空气中,它的吸引能力就消失了。
  而且他注意到,起电的琥珀放在火焰附近时便失去电荷;而磁一样遇热就消失了.磁与电都能吸引物体.吉尔伯特由此将磁与电放到了一起来研究.

  而且,吉尔伯特第一次提出了“电”的概念。“电”这个字的英文读音“Electricity”就是希腊文“琥珀”一词的译音。
  吉尔伯特推论出地球是一个大磁体,他说:”地球的内部是一个纯净的,不断转动的磁核,它给我们的地球在天空中导向,就像罗盘针指向北方一样.”这种学说可以说是相当的令人难以置信,匪夷所思,但这种学说也最能解释磁的现象,包括指南针,包括”磁力线.”
  可是这位受人尊重的英国女王的私人医生不敢乱说,直到他成为皇家医学院的院长,才发表了那篇引起广泛争议的论文《论磁》,副标题很长:关于磁,磁体本身,地球这个最大磁体,新的哲学将从争论与实验中诞生.
  文章初发表,人们就对他们原认为是德高望重的吉尔伯特大加贬斥:”你是一位医生,不要以为自己是全能冠军好不好?””你凭什么认为地球是一个磁体?简直是不值一驳!”也有沉稳的人劝说他:”做好自己的工作,何必出风头,胡说八道,自找没趣?”
  更有人不客气的将吉尔伯特骂的狗血淋头,吉尔伯特也急了,针锋相对,自我称赞”具有新的哲学思想”,”是一种不同寻常的学说,”面对一群怀疑他脑子里进水的人,他公开反驳说:”绝不会对一知半解,愚蠢的白痴,刚愎自用的人妥协.”
  由吉尔伯特所留下的语言来看,能让一个高级绅士如此发火必然是受到了相当程度的攻击.

  估计当时的人们根本就把吉尔伯特当成一个神经病,根本就没有人相信.但吉尔伯特坚持自己的观点,并寻求扶持,特地在女王面前作了琥珀吸引羽毛的表演.
  对于吉尔伯特的学说,英国女王伊丽莎白一世与最著名海盗兼爵士德雷克大概是抱着宁可信其有不可信其无的态度,安静而认真的倾听着吉尔伯特的讲演.
  但当时的科学技术,吉尔伯特的学说不会得到发展,更不可能对航海有什么大的助益,吉尔伯特渐渐失宠了,1603年,当女王去世后,完全失去皇室保护,郁闷且被人嘲笑的吉尔伯特不久也病殁了.
  吉尔伯特的《论磁》共有六卷,书中的所有结论都是建立在观察与实验基础上的。著作中记录了磁石的吸引与推斥;磁针指向南北等性质;烧热的磁铁磁性消失;用铁片遮住磁石,它的磁性将减弱。他研究了磁针与球形磁体间的相互作用,发现磁针在球形磁体上的指向和磁针在地面上不同位置的指向相仿,还发现了球形磁体的极,并断定地球本身是一个大磁体……总之,在电磁现象的研究方面,吉尔伯特的成就是开创性的。

  日期:2011-09-25 15:04:46
  吉尔伯特的验电器
  还要说一下,吉尔伯特曾依照罗盘造出了世界上第一个验电器,他的验电器与后来的不同.
  我们所见到的验电器是根据电排斥原理制造的,而吉尔伯特的验电器是在电吸引的实验中制造出来的。吉尔伯特的验电器是指针式,是一根细长形的指针,中心由一个 尖顶的支枢支承,能自由转动。
  在实验时,取过待研究的物质,摩擦以后放到指针旁,观看指针是否被吸引向摩擦后的物体。这个验电器虽然太简单,非常的不起眼,但电学由此就起步了.
  吉尔伯特发现,不但琥珀,就是许多其他物体摩擦后也都使指针偏转,这些摩擦后能使指针偏转的物体包括宝石(例如钻石和蓝宝石)、玻璃、硫磺、 晶石、水晶、树脂等等以及某些液体。
  有一类物体全部摩擦后都不带电,这就是金属,被吉尔伯特列为“非带电体”表中的主要项目。可为什么会有“非带电体”?这些“非带电体”在一定情况下又是否能变为“带电体”呢?

  我们现在知道,当用吉尔伯特的方法来实验时,象金属这样的导电物质必定给出否定的结果,因为当把金属握在手里加以摩擦时,它们必定很快失去电荷,然后消失。因此,吉尔伯特的指针不会偏转。
  吉尔伯特还试图区分电的吸引和磁的吸引;他从分别起作用 的动因上加以区别,虽然这种区别显得有点含糊和玄虚。“电的运动由于质 料而变强,而磁的运动主要来源于形式……。电的运动是质料聚集的运动;磁的运动是倾向和谐和的运动。地球这个球体由于电而聚集成浑然一体。地球这个球体由于磁而沿一定方向转动”。
  不过吉尔伯特没有发现电排斥,也许他曾努力过,因为电与磁很多地方相似,磁有排斥和吸引,而电也可能是如此的.吉尔伯特没有发现,因此,他虽然将电与磁放到一起研究,可是,还是将磁与电看成两种形式.
  而且,当时的科学家包括吉尔伯特还不知道对电磁现象作物理解释,还是把磁看做一种灵魂。吉尔伯特认为,天然磁石和作为一个巨大磁体的地球以及其它天体,被上帝赋予了生命。
  本章结束.下章为摩擦起电机,真正进入和热闹的地方要到下下章了.
  日期:2011-09-25 19:49:33

  第四章 摩擦起电机
  4.1 罗盘变化
  在吉尔伯特之后,许多人也在研究电磁学.
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