寫關於《電的知識》的調查,寫一篇關於《電的知識》的調查資料

2021-09-10 15:26:50 字數 5475 閱讀 1044

1樓:

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、麥杆等一些輕小的東西,他們把這種現象稱作「電」。

公元2023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,並最先使用了「電力」、「電吸引」等專用術語,因此許多人稱他是電學研究之父。在吉爾伯特之後的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。2023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,並提出了電流這一術語。他認為電是一種沒有重量的流體,存在於所有的物體之中。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」);如果一個物體少於它正常份量的電,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,但對於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2023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雲層裡去。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。於是他立即感到一陣猛烈的衝擊(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:

被雨水溼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。一年後富蘭克林製造出了世界上第一個避雷針。

電流現象的研究,對於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義大利的解剖學教授伽伐尼(1737-1798)。伽伐尼的發現源自於2023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線觸的一隻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。

最後,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,由金屬絲構成的迴路只是一個放電迴路。

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

2023年春季,有關電流起因的爭論有了進一步的突破。伏打發明瞭著名的「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線而成的電池組。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,為今後電流現象的研究提供了物質基礎,也為電流效應的應用開啟了前景,並很快成為進行電磁學和化學研究的有力工具。

2樓:匿名使用者

電:物理學名詞 [electricity]。 電(在新拉丁語裡寫為 「ēlectricus」,就是「類似琥珀」的意思)是個一般術語,包括了許多種由於電荷的存在或移動而產生的現象。

這其中有許多很容易觀察到的現象,像閃電、靜電等等,還有一些比較生疏的概念,像電磁場、電磁感應等等。 電是能的一種形式,包括負電和正電兩類,它們分別由電子和質子組成,或由電子和正電子組成,通常以靜電單位(如靜電庫侖)或電磁單位(如庫侖)度量,從摩擦生電物體的吸引和排斥上可以觀察到它的存在,在一定自然現象中(如閃電或北極光)也能觀察到它,通常以電流的形式得到利用。 電是一種非自然現象。

電是像電子和質子這樣的亞原子粒子之間的產生排斥和吸引力的一種屬性。它是自生物界四種基本相互作用之一。電或電荷有兩種:

我們把一種叫做交流電、另一種叫直流電。通過實驗我們發現帶電物體同性相斥、異性相吸。 規定:

絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷;毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電荷。 國際單位制中電荷的單位是庫侖。1庫侖=1安培·秒 若導線中載有1安培的穩恆電流,則在1秒內通過導線橫截面積的電量為1庫侖。

庫侖不是國際標準單位,而是國際標準匯出單位。1庫侖=1安培·秒。一個電子所帶負電荷量e=1.

6021892×10^-19庫侖,也就是說1庫侖相當於6.24146×10^18個電子所帶的電荷總量。

(一)電荷的電場 失去電子或得到電子的物體就帶有正電荷或負電荷,帶有電荷的物體稱為帶電體。在電荷的周圍存在著電場,引進電場中的電荷將受到電場力的作用。該電荷稱為試探電荷!

發出電場的電荷稱為場源電荷! 電場強度和電位是表示靜電場中各點性質的兩個基本物理量。電場中某點的電場強度即是單位正電荷在該點所受到的作用力。

電場強度的單位是牛頓/庫倫(n/c>o)電場中某點的電位是指在電場中將單位正電荷從該點移至電位參考點的電場力所作的功。電位的常用單位是伏特(v)或毫伏(mv ),即1v=1000mve電場中某兩點之間的電位差稱為這兩點之間的電壓或電壓降。電壓的單位與電位的單位相同。

電場強度由電場本身決定!一種物體的原子得到電子後會帶上負電,失去電子後會帶上正電。電性相反的電荷會互相吸引,電性相同的電荷會互相排斥。

不帶電荷的物體是一種電中性物體。 (二)電流與電路 在電源的非靜電力作用下,同種帶電微粒會發生定向移動,正電荷向電源負極移動、負電荷向電源正極移動。帶電微粒的定向移動就是電流,一般規定正電荷移動的方向為電流的正方向。

電流方向不隨時間變化的電流叫直流電,電流方向隨時間變化的電流叫交流電。區分直流和交流,僅僅是其方向而已,與其它的量無關。電流雖然有方向,但是是一個標量。

電流的大小稱為電流強度,電流強度簡稱為電流,等於每秒通過電路的電荷量。電流的常用單位是安培(a)或毫**(ma),即1000ma=1a。 電流所流經的路徑即電路。

在閉合電路中,實現電能的傳遞和轉換。電路由電源、連線導線、開關電器、負載及其它輔助裝置組成。電源是提供電能的裝置,電源的功能是把非電能轉換為電能,如電池把化學能轉換為電能,發電機把機械能轉換為電能,太陽能電池將太陽能轉化為電能,核能將質量轉化為能量等。

乾電池、蓄電池、發電機等是最常用的電源。負載是電路中消耗電能的裝置,負載的功能是把電能轉變為其它形式的能量。如電爐把電能轉變為熱能,電動機把電能轉變為機械能等。

照明器具、家用電器、機床等是最常見的負載。開關電器是負載的控制裝置,如刀開關、斷路器、電磁開關、減壓起動器等都屬於開關電器。輔助裝置包括各種繼電器、熔斷器以及測量儀表等。

輔助裝置用於實現對電路的控制、分配、保護及測量。連線導線把電源、負載和其它裝置連線成一個閉合迴路,連線導線的作用是傳輸電能或傳送電訊號。

古代發現

在中國,古人認為電的現象是陰氣與陽氣相激而生成的,《說文解字》有「電,陰陽激耀也,從雨從申」。《字彙》有「雷從回,電從申。陰陽以回薄而成雷,以申洩而為電」。

在古籍論衡(lun heng,約公元一世紀,即東漢時期)一書中曾有關於靜電的記載,當琥珀或玳瑁經摩擦後,便能吸引輕小物體,也記述了以絲綢摩擦起電的現象,但古代中國對於電並沒有太多瞭解。 西元前600年左右,希臘的哲學家泰利斯(thales,640-546b.c.

)就知道琥珀的摩擦會吸引絨毛或木屑,這種現象稱為靜電(static electricity)。而英文中的電(electricity)在古希臘文的意思就是「琥珀」(amber)。希臘文的靜電為(elektron) ,產生靜電有幾種現象:

①接觸分離電:不同物質有不同的化學勢能,接觸產生靜電。②摩擦帶電③剝離帶電:

物質原有的電荷平衡被打破,兩邊帶上相反的電荷,同種物質的剝離和不同物質間的剝離者會產生靜電④斷裂帶電:原有的能量平衡被打破導致兩面相反電荷⑤傳導帶電導體的靜電通過接地或電位連線即可消除⑥感應帶電:帶電體產生電場,電場中的導體因電荷轉移而帶電。

近代探索 18世紀時西方開始探索電的種種現象。美國的科學家富蘭克林(benjamin franklin,1706~1790)認為電是一種沒有重量的流體,存在於所有物體中。當物體得到比正常份量多的電就稱為帶正電;若少於正常份量,就被稱為帶負電,所謂「放電」就是正電流向負電的過程(人為規定的),這個理論並不完全正確,但是正電、負電兩種名稱則被保留下來。

此時期有關「電」的觀念是物質上的主張。 富蘭克林做了多次實驗,並首次提出了電流的概念,2023年,他在一個風箏實驗中,將繫上鑰匙的風箏用金屬線放到雲層中,被雨淋溼的金屬線將空中的閃電引到手指與鑰匙之間,證明了空中的閃電與地面上的電是同一回事。 從物質到電場 在十八世紀電的量性方面開始發展,2023年蒲力斯特里(j.

b.priestley)與2023年庫侖(c.a.

coulomb 1736-1806)發現了靜態電荷間的作用力與距離平方成反比的定律,奠定了靜電的基本定律。 在2023年,義大利的伏特(a.voult)用銅片和錫片浸於食鹽水中,並接上導線,製成了第一個電池,他提供首次的連續性的電源,堪稱現代電池的元祖。

2023年英國的法拉第(m. faraday)利用磁場效應的變化,展示感應電流的產生。2023年他又提出物理電力線的概念。

這是首次強調從電荷轉移到電場的概念。 電場與磁場 2023年、蘇格蘭的馬克斯威爾(j. c.

maxwell)提出電磁場理論的數學式,這理論提供了位移電流的觀念,磁場的變化能產生電場,而電場的變化能產生磁場。馬克斯威爾**了電磁波輻射的傳播存在,而在2023年德國赫茲(h.hertz)展示出這樣的電磁波。

結果馬克斯威爾將電學與磁學統合成一種理論,同時亦證明光是電磁波的一種。 馬克斯威爾電磁理論的發展也針對微觀方面的現象做出解釋,並指出電荷的**性而非連續性的存在,2023年洛倫茲(h.a.

lorentz)假設這些**性的電荷是電子(electron),而電子的作用就依馬克斯威爾電磁方程式的電磁場來決定。2023年英國湯姆生(j.j.

thomson)證實這些電子的電性是帶負電性。而2023年由偉恩(w.wien)在觀察陽極射線的偏轉中發現帶正電粒子的存在。

從粒子到量子 而人類一直以自然界中存在的粒子與波來描述「電」的世界。到了19世紀,量子學說的出現,使得原本構築的粒子世界又重新受到考驗。海森堡(werner heisenberg)所提出的「測不準原理」認為一個粒子的移動速度和位置不能被同時測得;電子不再是可數的顆粒;也不是繞著固定的軌道執行。

一九二三年,蒙娜麗莎(louis de broglie)提出當微小粒子運動時,同時具有粒子性和波動性,稱為「質—波二重性」,而薛定諤(erwin schrodinger)用數學的方法,以函式來描述電子的行為,並且用波動力學模型得到電子在空間存在的機率分佈,根據海森堡測不準原理,我們無法準確地測到它的位置,但可以測得在原子核外每一點電子出現的機率。在波耳的氫原子模型中,原子在基態時的電子運動半徑,就是在波動力學模型裡,電子最大出現機率的位置。 隨著科學的演進,人類逐漸理解「電」的物理量所能取得的數值是不連續的,它們所反映的規律是屬於統計性的。

電對人類生活的重大影響 電的發現和應用極大的節省了人類的體力勞動和腦力勞動,使人類的力量長上了翅膀,使人類的資訊觸角不斷延伸。電對人類生活的影響有兩方面:能量的獲取轉化和傳輸,電子資訊科技的基礎。

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