生活中的电磁学
高中物理电磁学知识在生活中的应用

高中物理电磁学知识在生活中的应用电磁学是物理学的一个重要分支,它研究电荷的运动和电磁场的产生、传播及相互作用等。
高中物理电磁学知识在生活中应用广泛,下面我们来一一介绍。
1. 电磁感应磁力发电电磁感应是指导体在磁通量发生变化时,会在其中产生感应电动势的现象。
这一原理被广泛应用于磁力发电。
电力公司利用水力、风力等自然能源驱动巨型发电机工作,在磁通量发生变化时,通过电磁感应原理将机械能转化为电能,满足人们对电能的需求。
2. 电磁波通信无线通讯、电视、广播等现代通信方式都利用了电磁波。
电磁波是由电场和磁场交替变化而形成的一种能量传递形式。
它可以穿透建筑物、山坡、水路和树林等障碍,实现远距离通讯。
现在,电磁波通信已成为人们不可或缺的通讯方式。
3. 电磁铁吸附与制动电磁铁是一种利用电磁吸力原理制造的电器。
它可安装在自行车轮轴上制动,也可以在汽车驱动系统、起重机构等中用作制动器件。
当通电时,电磁铁周围形成磁场,吸力足以使它所接触的物体停止运动或变换运动方向。
4. 射频辐照射频辐射是指高频电磁场对生物体产生的影响。
医学上,人们将磁共振成像设备以及在物探行业中常用的遥感技术视为射频辐照。
5. 电磁炉加热电磁炉是一种利用高频电磁感应原理制造的加热设备。
当通电时,产生的高频磁场可以使锅底的磁性材料发生感应电流产生热能,进而使锅内的食物得到加热。
电磁炉不仅安全、高效,而且易于清洗,已经成为许多人在日常生活中的必备电器。
6. 磁共振成像磁共振成像是一种医学诊断技术,它利用强磁场产生的影响对人体进行检测。
在磁场作用下,人体细胞内的原子核释放出一些能量,形成“共振信号”,经过计算机处理后再输出成图像。
这项技术能够有效、快速地对人体进行非常详细的诊断。
总之,高中物理电磁学知识在日常生活中可以说无处不在。
人们利用电磁学的科学原理,开发出了各种各样的电子产品和设备,让人们的生活变得更加便捷和舒适。
电磁学在生活中的应用

电磁学在生活中的应用2篇电磁学在生活中的应用(一)电磁学是一门研究电荷之间相互作用的学科,它在我们的日常生活中发挥着重要的作用。
在这篇文章中,我们将探讨一些电磁学在生活中的具体应用。
首先,电磁学在通信领域的应用非常广泛。
无线电通信是电磁学的一个重要分支,通过无线电波的传播,我们可以进行手机通话、收听无线电广播和观看电视等。
这些都是依靠无线电波的传输和接收来实现的。
此外,电磁学还应用于卫星通信、雷达系统以及局域网等。
这些应用极大地方便了人们的日常生活和工作。
其次,电磁学在医疗领域也具有重要的应用价值。
核磁共振成像(MRI)是一种应用电磁学原理的医学成像技术,通过利用磁场和无线电波来生成人体的影像。
这种技术在诊断疾病和研究人体结构方面有着广泛的应用。
此外,电磁学还用于心脏起搏器和脑起搏器等医疗设备的制作,帮助患者维持正常的心率和脑功能。
电磁学还在交通领域发挥着重要作用。
交通信号灯是我们日常生活中常见的电磁学应用之一。
交通灯的控制是通过电磁感应器和电磁线圈来实现的,当车辆通过感应器时,电流的变化会触发信号灯的变化。
此外,电磁学还应用于磁悬浮列车和磁力驱动汽车等高速交通工具的制造。
电磁力的运用使得这些交通工具能够快速、安全地行驶。
电磁学还在能源领域发挥着重要的作用。
发电是电磁学的一个重要应用领域。
发电厂通过电磁感应产生电能,使得我们的生活中可以使用到各种各样的电器设备。
同时,电磁学还在可再生能源的开发中起到了重要的作用。
例如,风力发电和太阳能发电都是利用电磁学原理来实现的。
除了以上几个方面的应用之外,电磁学还在许多其他领域发挥着作用,例如电磁炉、磁力垃圾回收系统和电磁炮等。
这些应用使得我们的生活更加便捷、高效。
可以说,电磁学已经成为现代生活中不可或缺的一部分。
总结起来,电磁学在通信、医疗、交通和能源领域等方面都有广泛的应用。
这些应用改善了我们的日常生活,提高了生产效率。
随着科技的不断发展,电磁学在更多领域的应用将会进一步增加,为我们的生活带来更多便利和创新。
高中物理电磁学知识在生活中的应用

高中物理电磁学知识在生活中的应用电磁学是物理学中一个非常重要的分支,它研究有关电和磁的现象、规律和应用。
在高中物理课程中,学生们学习了关于电磁学的基本知识,包括电场、磁场、电磁感应等内容。
这些知识不仅仅是为了应付考试,更重要的是在我们的日常生活中,电磁学的知识也有着广泛的应用。
我们先来看一下电磁学在通讯领域的应用。
手机、电视、无线网络等现代通讯设备离不开电磁学的应用。
手机的核心部件之一就是天线,它可以接收无线电波并将其转换成电信号,通过电磁学的原理实现与基站的通讯。
而电视机、无线网络路由器等设备都是利用电磁学中关于电磁波传播的原理进行通讯。
由此可见,电磁学在现代通讯领域的应用非常广泛。
电磁学在能源领域也有着非常重要的应用。
电磁感应的原理被应用在发电机中,将机械能转换成电能。
这些电能可以供给我们生活中的各种设备,包括家用电器、工业设备等。
在能源传输方面,电磁学也发挥了重要作用。
变压器利用了电磁感应的原理,将电能在不同电压下传输,实现了远距离的电能输送。
太阳能电池也是利用光照射下的电磁辐射原理,将太阳能转换为电能,为我们的生活提供清洁能源。
电磁学在医学领域也有着重要的应用。
核磁共振成像(MRI)技术利用了电磁学中关于核磁共振的原理,能够对人体进行非侵入式的高清晰度成像,对医生诊断疾病起着重要的辅助作用。
电磁波也被应用在医疗器械中,例如电磁波治疗仪、生物电子仪等,用于治疗和辅助疾病的诊断。
这些技术的发展使得医学诊疗水平得到了显著提高,为人们的健康保驾护航。
电磁学在交通运输、材料加工、环境保护等领域也有着广泛的应用。
磁悬浮列车利用了电磁悬浮的原理,实现了高速、平稳的列车运行,提高了交通运输效率。
在材料加工行业,电子束焊、等离子切割等技术都是利用了电磁学原理,实现了高精度、高效率的加工。
在环境保护领域,电磁学也发挥了重要作用,例如大气污染监测、水资源勘察等领域都离不开电磁学的应用。
电磁学的知识不仅仅是学校课程中的理论知识,更是现代生活不可或缺的一部分。
高中物理电磁学知识在生活中的应用

高中物理电磁学知识在生活中的应用电磁学是物理学的一个重要分支,研究电荷和电流所产生的电场和磁场现象以及它们之间的相互作用规律。
电磁学的知识在现代社会生活中有着广泛的应用,特别是在科学技术和工程领域。
本文将探讨高中物理电磁学知识在生活中的具体应用,希望能够让读者更深入地了解电磁学在我们日常生活中的重要性。
电磁学知识在生活中的应用是非常广泛的,比如我们生活中常见的电灯、电冰箱、电视等家用电器都是基于电磁学原理来工作的。
这些家用电器中都有电磁线圈和磁场的存在,电流在电磁线圈中产生磁场,而磁场的变化会激发感应电动势,从而实现能量转换。
电磁学在交通工具中也有着重要应用,比如电动汽车、列车、电梯等都是基于电磁学原理来工作的。
电动汽车利用电池和电动机将电能转化为机械能,而列车通过电磁感应原理实现动力传输,电梯的驱动也是基于电磁学的原理。
除了家用电器和交通工具,电磁学在通信领域也有着重要的应用。
无线电、手机、电视信号等都是基于电磁波传播的原理来工作的。
电磁波是在真空和电介质中传播的一种波动,它能够传输信息,因此被广泛应用于通信技术中。
人们使用手机进行通话、上网,收看电视节目,这些都是利用电磁波传播的技术实现的。
雷达、卫星导航等设备也是利用电磁波进行信号传输和接收。
在医学领域,电磁学也有着重要的应用。
MRI(磁共振成像)技术就是利用了磁场和电磁波的相互作用原理实现的。
MRI能够通过对人体内部的磁共振现象进行扫描,获取人体内部的结构信息,对医学诊断和科研具有重要意义。
电磁学还被应用于医疗设备中,比如心脏起搏器、医用电疗仪等设备都是基于电磁学原理来工作的。
电磁学在生活中的应用是非常广泛的,几乎贯穿于我们生活的方方面面。
从日常生活中的家用电器,到交通工具、通信设备,再到医疗诊断和工程建设,电磁学都发挥着重要的作用。
随着科技的不断发展,电磁学的应用也将不断拓展和深化,为人们的生活和工作带来更多便利和创新。
学习和掌握电磁学知识对于我们每个人来说都是非常重要的,它不仅可以增进我们对世界的认识,也能够帮助我们更好地适应和应用现代科技。
高中物理电磁学知识在生活中的应用

高中物理电磁学知识在生活中的应用电磁学是物理学中的重要分支,研究电和磁现象之间的关系以及它们的相互作用。
在高中物理学习中,我们学习了关于电磁学的基本概念和原理,这些知识在我们日常生活中有着广泛的应用。
下面是几个例子:1. 电磁感应:电磁感应是指磁场发生变化时,周围的电动势和电流的产生。
在我们的家庭中,电磁感应的原理被广泛应用于发电机和变压器。
发电机通过磁场与线圈之间的相互作用,将机械能转化为电能。
变压器则利用了电磁感应的原理来调整电压和电流的大小,使其适应不同设备和电器的需求。
2. 电磁波通信:高中物理学习中,我们也学习了电磁波的基本概念和特性。
这些电磁波包括广播电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。
这些电磁波在通信技术中被广泛应用。
无线电和电视传输使用的是广播电波。
微波在无线通信和雷达中发挥着重要作用。
红外线被应用于红外线遥控器和红外线传感器。
3. 电磁炉:电磁炉是一种利用电磁感应原理加热的厨房电器。
当电流通过盘底的线圈时,产生的磁场会感应出底部的锅具,使其加热。
电磁炉相比传统的燃气炉和电阻炉,具有更高的效率和更快的加热速度。
4. 电磁悬浮列车:电磁悬浮列车是一种利用电磁感应原理悬浮并推动列车运行的交通工具。
磁铁和电磁线圈的相互作用产生的磁力可以将列车悬浮在轨道上,减少与轨道的摩擦。
引入电流使磁场发生变化,产生的电磁力推动列车前进。
与传统的轮轨制式相比,电磁悬浮列车具有更高的时速和更平稳的行驶体验。
5. 电磁能治疗:电磁能在医疗领域中也有着重要的应用。
磁共振成像(MRI)利用强大的磁场和电磁波来生成详细的人体内部影像,帮助医生进行诊断和治疗。
电磁能也被用于物理治疗,如电子治疗和高频疗法,用于治疗肌肉和骨骼的损伤。
6. 电磁阀门和电磁泵:电磁阀门是由电磁线圈和阀门组成的,通过通断电流来控制流体的开关。
电磁泵则是利用电磁力将液体推动的装置。
这些电磁装置被广泛应用于水处理、暖通空调系统和工业自动化等领域。
高中物理电磁学知识在生活中的应用

高中物理电磁学知识在生活中的应用【摘要】电磁学是高中物理课程中一个重要的领域,其知识在我们的日常生活中有着广泛的应用。
在电器制造领域,电磁学知识被用于设计和制造各种电子设备,如手机、电视等;在通讯技术中,电磁学知识则是实现无线通讯的基础;在交通工具和医疗设备中,电磁学的应用也不可或缺,如磁悬浮列车和核磁共振成像技术。
家用电器中也广泛应用了电磁学知识,如微波炉和吹风机等。
电磁学对现代社会的发展做出了重要贡献,同时也提醒我们继续学习电磁学知识的重要性。
展望未来,电磁学将有更广泛的应用,为各行各业带来更多的便利和进步。
通过深入学习电磁学知识,我们可以更好地理解和应用这一领域的知识,促进科技的发展和社会的进步。
【关键词】电磁学、应用、生活、电器制造、通讯技术、交通工具、医疗设备、家用电器、社会贡献、学习、未来应用。
1. 引言1.1 电磁学在日常生活中的应用电磁学在日常生活中的应用是非常广泛的。
从我们的家用电器到交通工具,从通讯设备到医疗设备,都离不开电磁学知识的应用。
我们日常使用的电视、手机、洗衣机等电器制造都需要利用电磁学知识来实现。
在通讯技术领域,无线电通讯、电磁波传输、卫星通信等都是基于电磁学原理构建的。
在交通工具方面,列车的磁悬浮技术、电动汽车的电磁感应充电等都是电磁学知识的应用。
在医疗设备领域,核磁共振成像、超声波检查等医疗设备都是基于电磁学原理工作的。
而在家用电器中,微波炉、电磁炉、吸尘器等设备也都是利用电磁学知识实现的。
电磁学知识在日常生活中的应用无处不在,为我们的生活带来了极大的便利和效益。
1.2 电磁学知识在生活中的重要性电磁学是物理学中的重要分支,它研究电荷和电流之间的相互作用及电磁场的性质。
在当今现代社会,电磁学知识在生活中扮演着至关重要的角色。
电磁学知识在电器制造中的应用无处不在。
从家用电器如电视、冰箱、空调,到工业设备如发电机、变压器,都离不开电磁学原理。
电磁学的知识帮助我们设计和制造出更加高效、便捷、节能的电器产品,提高了人们的生活质量。
电磁学在日常生活中的应用

电磁学在日常生活中的应用电磁学是物理学的一个重要分支,研究电荷和电流所产生的电场和磁场以及它们之间的相互作用。
电磁学在现代科技和日常生活中发挥着重要的作用。
本文将介绍电磁学在日常生活中的一些应用。
1. 电力系统电磁学在电力系统方面具有广泛的应用。
电磁感应原理是发电机和变压器运行的基础。
发电机通过转动磁场使导线产生电流,这种电流可以输送到每个家庭和工商业用电设施。
变压器则通过改变电压的大小来实现电能的传输和分配。
电力系统的设计和运行都依赖于电磁学原理。
2. 通信技术手机、电视、无线网络等现代通信技术都是基于电磁学原理的。
无线通信通过电磁波的传输来实现信息的传递。
手机利用电磁波将声音信号转化为无线信号,再通过基站传输到目标地点。
电视机接收电磁波传输的信号并将其转化为图像和声音,实现电视节目的播放。
无线网络则利用电磁波传递数据信号,使得人们可以随时随地进行互联网上的交流和信息获取。
3. 医学影像设备医学影像设备的原理也是基于电磁学的。
核磁共振成像(MRI)是一种常见的医学影像技术,它通过对人体部位施加强磁场和射频电磁波,利用不同组织对电磁场的响应来获得人体内部的结构图像。
这种技术在医学诊断和治疗方面有着广泛的应用。
4. 电磁感应设备电磁感应设备在日常生活中随处可见。
智能门禁系统通过电磁感应来感知人体的靠近和离开,实现自动开关门的功能。
自动感应灯在检测到周围环境变暗时会自动点亮,使人们在夜间行走更加安全。
电磁感应炉灶是一种节能环保的厨房设备,通过感应炉面下方的电磁线圈产生的磁场来加热锅具,提高了能源利用效率。
5. 电子设备电磁学为电子设备的设计和制造提供了基础。
电视、电脑、手机等电子设备中的电子元件,如电阻、电容、电感等,都基于电磁学原理。
电子设备的信号处理、电路设计、电子材料的选取等都离不开电磁学的知识和原理。
6. 电磁束缚和导航电磁束缚和导航技术广泛应用于交通、航空和航天等领域。
地铁、高铁和飞机等交通工具使用电磁悬浮技术来减少接触摩擦,提高运行效率。
电磁学在现代生活中的应用

电磁学在现代生活中的应用电磁学是物理学中的一个重要分支,研究电荷的相互作用以及电场和磁场的生成和特性。
电磁学的理论和应用在现代科技和生活中扮演着重要的角色,为我们的生活带来了许多便利和创新。
本文将探讨电磁学在现代生活中的应用。
一、无线通信技术无线通信技术是电磁学在现代生活中的重要应用之一。
手机、Wi-Fi、蓝牙等无线通信设备都是基于电磁波传输原理工作的。
通过将声音、图像等信息转换成电信号,并利用电磁波传输信号,我们可以实现远距离的语音通话、数据传输和互联网接入。
这让我们能够轻松与世界各地的人进行交流,获取信息和享受便利。
电磁波的频率和调制技术的发展也为无线通信提供了更广阔、更高效的应用空间。
二、家电和电子设备电磁学在家电和电子设备中也起到了重要作用。
家用电器如电视机、洗衣机、电冰箱等都使用电磁学原理来实现其功能。
例如,电视机通过控制电子束和磷光屏之间的电磁场来显示图像,洗衣机和冰箱通过电磁感应器来控制水流和温度。
此外,计算机、电子游戏机等电子设备也依赖于电磁学的原理来完成信息的处理和存储。
电磁学的应用为家居生活提供了更加便利和智能化的选择。
三、医学影像技术电磁学在医学影像技术中的应用为医学诊断和治疗带来了革命性变化。
核磁共振成像(MRI)和计算机断层扫描(CT)等技术都是通过利用电磁场和电磁波对人体进行成像和诊断。
MRI通过感知和测量人体组织中的微弱电磁信号来重建图像,帮助医生确定疾病的位置和性质。
而CT则是通过扫描和测量不同方向上的X射线吸收情况,再利用电脑算法来还原出物体的三维结构。
这些技术的广泛应用在医学领域为疾病的早期诊断和治疗提供了更加精确和有效的手段。
四、能源传输和储存电磁学在能源传输和储存方面也有着重要的应用。
变压器和电磁感应是电能传输和输变电的关键技术。
通过电磁感应的原理,我们可以将电能从发电厂传输到城市和工厂,为人们的生活和工作提供电力。
此外,电磁学还在电池、电容器和超级电容器等能源储存设备中发挥作用。
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生活中的电磁学学校:东南大学院系:物理系专业:——作者:石明轩教师:王雷学号:10008310班级:三2009年6月3日星期三序言: (3)电磁学的发展进程 (3)1、古代的电磁观察与应用 (3)2、电之捕捉与库伦定律 (3)3、从伏特电池、安培定律到电报、电话: (5)4、法拉第定律与发电机: (7)5、麦克斯威与无线电 (8)电磁学在生活中的具体应用及实例 (9)1.观察日光灯的闪烁 (9)2.移动电话 (9)3.磁与生物 (10)4.磁性材料 (10)电磁学在生活中的负面影响 (11)材料引用 (11)序言:现代人的生活似乎已经离不开电,与此同时,电磁也充斥着我们生活的各个角落。
随着电磁学,电磁技术的发展,我们已经离不开它了,在越来越多的领域,越来越多的角落,电磁学都在发挥着它的作用。
电磁学的发展进程对古人来说,我们无疑生活在一个充满奇迹与魔幻的世界。
1、古代的电磁观察与应用1936年,考古学家在巴格达附近挖出了一些铜罐,罐中铺了沥青,沥青上插着铁条。
在大约同一地点,还发掘出了一些镀金物品。
有研究者便认为这些铜罐就是巴比伦人发明的电池,而镀金物(如果是电镀)是这些东西确是电池之证据。
而这些东西,其年代有早到公元前2000年以上的。
如果这是真的,巴比伦人领先了近代电池(伏特,1793)与电镀(1800-35),将近四千年。
别的文明在电磁方面就没有这样可惊的成绩了。
古希腊人发现了琥珀、毛皮等摩擦可以生电,至今英文Electricity的字根,尚是希腊文的琥珀。
但对他们说来,天上的雷电,仍然是宙斯大神的脱手武器。
中国人很早就知道天然磁石会吸铁,带电物会吸小物体(东汉王充27-97「论衡」电磁力之记述:「顿牟拾介,慈石引针」),以及利用磁针导航,甚至对磁偏角有所记述(方以智,~1600)。
「磁针导航」这技术,传到西方,促成了西方的「大探险时代」(15-16世纪。
1492哥伦布发现美洲,1498达伽马绕过好望角到达印度,1519-22麦哲伦环绕世界一周,称为「三大航海」。
他们都用磁针罗盘。
)也引起了十八世纪以后的殖民主义。
这些电磁的观察与应用,可以使我们感叹古人之智能,特别是巴比伦电池。
但巴比伦电池即使是事实,对日后电磁学发展,却没有什么影响。
摩擦生电与磁性现象却在停滞千余年之后,在十八世纪的西欧,成为电磁学发展的出发点。
2、电之捕捉与库伦定律十七世纪末(1684年),牛顿出版其「自然哲学之数学原理」。
从此,研究自然界之力之种种,成为物理学之中心课题,一直到今天。
但这本书太成功了,力学的现象,从天上行星之运转,到地面苹果落地,似乎它都能精准描述。
然而,牛顿此书中只有一种力:万有引力。
牛顿也知道自然界绝不止这一种力,例如,杯子打破了,碎片不可能凑起来就合而为一,可见原来把杯子各部份连合成一块的力不是万有引力;万有引力太微弱,不足以使物体聚合成形。
故牛顿以后,要做有挑战性的研究,莫过于研究万有引力之外的力。
电与磁都会产生力,而且比万有引力大很多。
(如果两块磁铁,吸在一起,使其相聚之力是磁力,就可以分分合合。
)因此,十八世纪的欧洲,很多人在研究电与磁。
特别是电,更富挑战性。
因为电这个东西,虽然摩擦两个适当的物体,就能产生。
带电物体会吸小纸片,有时还会在黑暗处冒火花,好玩得很。
(当时,还有人发明了摩电器。
)但是,却不容易驾驭,一不小心就被它溜掉。
1734年,法国人杜菲(Charles-Francois du Fay,1696-1739),玩来玩去,玩出心得。
他发觉不管是用什么东西摩出来的,电只有两种。
他命名之为「玻璃电」与「树脂电」。
只有不同类的电,相互靠近时才会相吸或冒火花,同类的不但不冒火花,还会相斥。
他又发明了一个器具:密封的玻璃瓶中,插入一根金属棒,瓶内的一端,挂上两片金箔;瓶外的一端,做成一个小球。
带电的物体靠近小球时,金箔就会张开。
──这些,今日看来都没有什么了不起,但在电还是「神出鬼没」的时候,这是不简单的成就。
然而,每次玩电,都要从头摩起,相当烦人。
1745年,荷兰莱顿大学教授穆森布洛克(Petrus van Musschenbrock,1692-1761),根据克莱斯特(E. G. Kleist, 1700-48)发明的储电器,发表了「莱顿瓶」。
这也是一个玻璃瓶,内外壁上各贴一圈锡箔纸。
内壁可以「充电」(把摩擦来的电碰触而输进去),这些电很久都不会跑掉。
如果用两根金属线,把内外相连,两金属线的缝隙中就可以产生火花。
今日来看,「莱顿瓶」不过是个简单的电容器,但当时极受欢迎。
瓶子越做越大,火花也更壮观。
可是,电到一下可不是好玩的(也有人特意去尝一下被电的滋味)。
这可以说这是人类驯服电的开始(姑且不算巴比伦),但也开始领教了电的威力。
十八世纪初,美国还是欧洲的化外之地,文化落后,更无所谓科学。
波士顿的一个做肥皂与蜡烛的工匠,十七个子女中的第十个,自学有成,文采斐然。
与欧洲,特别是英国的科学家,保持通信。
他从英国进口仪器开始,研究电学而成名,到后来被英国皇家学院选为院士。
在美国的独立革命中,他以著名科学家的身份,出使法国,立下大功。
也在独立宣言(1776)上签名,成为美国的开国元勋之一。
他就是鼎鼎大名的富兰克林(Benjamin Franklin,1709-1790)。
1752年,他在大雷雨中放风筝,把天上的电,收到莱顿瓶中。
从此证明了天上的电,与摩擦出来的电是一样的;一般人所怕的雷,声势吓人,其实并不可怕,伤人破屋的是电。
进一步,他就发明了避雷针:建筑物上装一根金属针,通到地下,屋中的人就不怕雷了,因为电就会被导入地下。
(新英格兰有一教堂中的牧师,认为避雷针保护好人,也保护坏人,有碍上帝的意旨,故在讲道中大加谴责。
不料没几天,教堂受到雷击,塌了一角,只好也装上避雷针。
)此外,他注意到了两种电有相互扺消的现象,所以他建议把「玻璃电」与「树脂电」改名为「正电」与「负电」(模拟于正数与负数之相互扺消)。
富兰克林的正负电命名,沿用至今,但是却有些不幸。
因为常用的金属导线中流动的都是电子,而电子上所带的电,却被命名为负电。
以致电线中的电流若是向左,其中电子其实是向右跑。
「正数与负数之相互扺消」这事中,含有量的关系( 3,-3可以相消, 3,-2就消不干净。
)「电荷量」之测定,却要归功于法国人库伦(Charles Augustin Coulomb, 1736- 1806)。
(也有人得到类似的结果,但以他的发表最早,影响也最大。
)库伦出身兵工军官,早年在中美洲驻扎时,把身体搞坏,回国做研究。
法国大革命(1789)后退隐家园。
他发现了用细长绳索吊挂一根细棍,细棍两端对称以维持水平。
两端若受水平方向之微力,则以的绳索之扭曲以平衡之。
这「扭称」(torsion balance)可以做很精准的力的测量(至今尚是的测量微小力的最精准工具,但这种实验都是很难做的)。
在1785-91年间,他用这工具,反复测量,终于发现了库伦定律:电荷与电荷之间,同性相斥,异性相吸。
其力之方向在两电荷间之联机上。
其大小与电荷间之距离之平方成反比,而与两电荷量之大小成正比。
这是电学以数学来描述的第一步。
请注意:(1) 此定律用到了牛顿之力之观念。
(若无牛顿对力之阐述,很难想象此定律是何形式)。
这成了牛顿力学中一种新的力。
其与牛顿万有引力有相同之处,如:与距离之平方成反比;亦有不同,如:可以相吸,亦可以相斥。
(2) 这定律成了「静电学」(即电荷静止时之各种现象)之基础。
如今所有电磁学,第一个课题必然是它。
(3) 这也是电荷单位的来源。
例如:两个相同之电荷,相距一公尺,若其相斥之力为「若干」时,称之为一单位。
原理上,这「若干」可以任意选定,所以电荷单位有好几种。
但今日「公制」(MKSA)的做法,却是先决定电流单位「安培」(理由见后),再以一安培之电流一秒中的累计量为一「库伦」,再间接决定这「若干」=9×109牛顿。
(4) 这9×109牛顿,相当于九十万公吨的重力──静电力强大的可怕。
虽然也可以说一库伦的电荷太大,但无论如何,正负电相消的趋势是很强的。
日常的物体中,虽然电荷很多,但几乎都抵消的干干净净,呈现电中性的状态。
必须花功夫(如摩擦)才能使其呈现带电状。
而且,一不小必就又跑去中和掉,所以难以驾驭。
因此,虽然库伦定律描述电荷静止时的状能十分精准,单独的库伦定律的应用却不容易。
以静电效应为主的复印机,静电除尘、静电喇叭等,发明年代也在1960以后,距库伦定律之发现几乎近两百年。
我们现在用的电器,绝大部份都靠电流,而没有电荷(甚至接地以免产生多余电荷)。
也就是说,正负电仍是抵消,但相互移动。
──河中没水,不可能有水流;但电线中电荷为零,却仍然可以有电流!3、从伏特电池、安培定律到电报、电话:雷雨时的闪电,或莱顿瓶的火花放电,都是瞬间的事。
电虽然在动,但是太快了,很难去研究电流的效果。
电池可以供应长时间的电流(直流电)。
因此,电池的发明是电磁学上的大事。
──这也就是为什么巴比伦电池这样令人惊讶。
十八世纪欧洲人到处掠夺殖民地。
当时也没有什么保护生态观念,殖民地出产的珍禽异兽,一股脑捉回家去。
亚马逊河出产一种电鱼,能发出瞬间强电,电晕小动物。
当然,电鱼也被捉回了欧洲。
这引起了不少人研究「动物电」的兴趣,也就是动物的身体如何发电。
1780年,意大利波隆大学教授加凡尼(Luigi Galvani, 1737 - 1789 )发现了用电击死蛙之腿,可引起抽动。
而蛙腿夹在不同金属(如铜、锌)间则可发出电来。
与他认为这是「动物电」效果。
1793年,加凡尼的朋友,比萨大学教授伏特(Alexandro G.A.A. Volta, 1745 -1827)把一块锌板,一块铜板放到舌头上下,而用铜丝将两板连结,他发觉舌头会感到咸味,而铜丝中有电流现象(如: 可使蛙腿抽动)。
但不久他发觉这与「动物电」无干,因为若不用舌头,而用一片浸过碱水的纸板夹在铜、锌之间,也可生电流。
而且,如果用多重的锌、纸、铜、锌、纸、铜、…,会得到更明显的电流(蛙腿抽动不止)。
──这就是最早(如果不算巴比伦)的电池(碱性电池)。
有了稳定的电源,电流的研究与应用才能展开。
电压单位伏特(volt) 就是因纪念他的功劳而命名的。
这种「伏特堆」(Voltaic pile),很快被人仿效,越做越大(可以表演连续火花),以后又有人加以改良,越做越精致。
──直到现在,改良电池还是一门专业的学问。
在伏特电池发明后没多久,就有人发现电流可以从溶液中通过。
1800年,英国William Nicholson (1753-1815) 与Anthony Carlisle (1768-1840),发现了电解现象,例如水可以被通过的电流被分解为氢与氧。