电的发现

人类对电的认识简史

人类对电的认识是在长期实践活动中，不断发展、逐步深化的，

经历了一条漫长而曲折的道路。人们对电现象的初步认识，可追溯

到公元前6世纪。希腊哲学家泰勒斯那时已发现并记载了摩擦过的

琥珀能吸引轻小物体。我国东汉时期，王充在«论衡»一书中所提到

的〝顿牟掇芥〞等问题，也是说摩擦琥珀能吸引轻小物体。

第一位认真研究电现象的是英国的医生、物理学家吉尔伯特。1600

年，他发现金刚石、水晶、硫磺、火漆和玻璃等物质，用呢绒、毛

皮和丝绸摩擦后，也能吸引轻小物体，有〝琥珀之力〞，他认为这

可能是蕴藏在一切物质中的一种看不见的液体在起作用，并把这种

液体称之为〝琥珀性物质〞。后来根据希腊文〝琥珀〞一词的词根，

拟定了一个新名词──〝电〞。但吉尔伯特的工作仅停留在定性阶

段。到了1733年法国物理学家杜菲发现，把两根跟毛皮摩擦后的

琥珀棒或两根跟丝绸摩擦过的玻璃棒悬挂起来，当两根同种棒彼此

靠近时，它们相互排斥，但琥珀棒与玻璃棒那么会互相吸引；如果

使其接触，二者都失去电性。于是杜菲认识到电有两种：〝琥珀电〞

和〝玻璃电〞；同种电相斥，异种电相吸。美国学者富兰克林干脆

把这两种电叫〝正电〞和〝负电〞，他认为，电是一种流质；摩擦

琥珀时，电从琥珀流出使它带负电；摩擦玻璃时，电流入玻璃，使

它带正电；两者接触时，电从正流向负，直到中性平衡为止。

富兰克林还揭露了雷电的秘密。他冒着生命危险，把〝天电〞吸引

到莱顿瓶中，令人信服地证明了〝天电〞与〝地电〞完全相同。接

着他发明了避雷针，这是人类用已有的电学知识征服自然所迈出的

第一步。用电的科学取代了对上帝的部分迷信，也推动了人们对电

的研究和探索。

1785年，法国物理学家库仑用他发明的扭秤，通过实验研究，确立

了电荷之间的作用规律──库仑定律。从此，人们对电现象的研究

从定性走上了定量的道路。但要深入探讨电的本质，那么须有大的

电源。

18世纪后期，意大利物理学家伏打发明了电池。伏打把银片、锌片

和用盐水浸泡过的硬纸板按一定顺序叠起来，组成一根柱体，称为

〝伏打电堆〞。当用导线连接电堆两端的导体时，导线中产生持续

的电流。此后，各种化学电源相继出现。在使用伏打电池过程中，

还发现了新的现象，如英国人尼科尔松发现，用锌板和铜板制成的

伏打电池，在使用过程中锌板上出现氧气，铜板上出现氢气。伟大

的物理学家法拉第，通过实验发现了电解定律。在这以前，法拉第

还通过实验发现了电磁感应现象，确立了电磁感应定律，为电能的

开发和利用开拓出一条崭新的途径。

1862年，韦伯首次以带电粒子的移动解释电流现象，使〝静电〞与

〝动电〞的本质统一起来了。1871年为了解释安培的分子电流假说，

韦伯又提出〝带正电的粒子围绕负电中心旋转〞，这使认识电的物

质基础的范围已缩小到原子内部。

化学电源出现之后，人们可能获得比较稳定而持续的电流，并且可

以控制电压的高低、电流的强弱。这为进一步研究电流本身的规律，

以及电流与其他各种物理现象之间的联系。提供了优越的条件。

1820年奥斯特发现了电流的磁效应。

就在奥斯特发现电流的磁效应不久，不同类型的检流计相继研制出

来了，为欧姆发现电流定律做好了物质准备。在1826年，欧姆受

傅立叶的热传导理论的启发，在实验的基础上，确立了电流定律。

到1848年基尔霍夫从能量的角度出发，分析并澄清了电位差、电

动势、电场强度等概念，把欧姆的理论与静电的一些概念协调起来，

在此基础上基尔霍夫解决了分支电路问题，建立了基尔霍夫第【一】

第二定律。

在奥斯特发现电流的磁效应的同一年里，安培发现了载流平行导线

间存在着相互作用力；还发现了电流使磁针方向偏转的规律──安

培定那么。电与磁间的联系在不断地深化和发展。在法拉第发现电

磁感应现象后不久，楞次独立地宣布了自己的发现，他明确地指出

了感应电流方向所遵循的规律，后来把这一规律称为楞次定律。

但对电的本质的进一步认识，还是在研究稀薄气体放电现象中得到

的。19世纪初，人们在封入稀薄空气的玻璃管两端，加上几百伏以

上的电压，观察到放电现象。但由于高真空技术不成熟，研究工作

进展不大，直到1855年德国玻璃工人盖斯勒发明了水银空气泵，

才创制出真空度较高的盖斯勒发光管。1859年德国学者普留卡用盖

斯勒管做实验时，发现在阳极方面的玻璃上出现了荧光，当时他猜

想可能有一种神奇的东西从阳极发出来，打在管壁上。这种东西受

磁场作用，路径会发生弯曲。后来，他的学生希特洛夫在两个电极

中间放个小物体，发现盖斯勒管放电时，在阳极方面的玻璃上呈现

出这个物体的阴影。1876年科学界确认了这项发现，称阴极发出的

东西为〝阴极射线〞。

英国物理学家约翰·汤姆生经过大量实验后，确认〝阴极射线〞是

带负电的，并测量出射线中粒子的荷质比。实验说明，不论射线管

中充以何种气体，电极用哪种金属材料制成，所得射线中粒子的荷

质比都相同。由此汤姆生认为阴极射线中带负电的粒子存在于任何

元素之中，是一切物质中共有的粒子，并把这种粒子称为〝电子〞。

1909年美国物理学家密立根用油滴实验，测得电子的电荷值为

1．6×10－19库仑，证实了汤姆生关于电子性质的预言。

电的应用现在遍及各个方面，并在蓬勃发展着，但对电的认识还在

不断深化，现在人们又在寻找比电子电荷更小的分数电荷，为电的

发展历史谱写新的篇章。