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单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,物理学史第五讲电学从定性到定量的过程,提纲,电学的早期研究,来自引力的启示,卡文迪什和米切尔的工作,库仑的扭秤实验,对比方法,库仑定律的进一步验证,电学从定性到定量的过程,早期研究,(点击可看详情),公元前5世纪 古希腊人,Electron (,琥珀),1660 盖里克 起电机,1705,豪克斯比 起电机,1720 格雷 电的传导,1733 杜芳 两种不同的电,1745 克雷斯第,姆士布雷克 莱顿瓶的发明,1747 富兰克林 电的守恒,1754 康顿 静电感应,1750 米切尔 提出磁极之间的作用力,服从平方反比定律,1785 库仑 平方反比的电力定律,库仑定律的发现是转折点,从此电学从定性走向定量,这是电学的第一个基本定律,来自引力的启示,1755,Flanklin,根据罐头实验提出疑问,1759,Aepinus,想象电力随距离减弱,1760,D.Bernoulli,提出平方反比思想,1767,Priestley,运用牛顿的推理,1769,Robison,用平衡秤做实验,1750,Mitchell,提出磁极之间的作用力服从平方反比定律,1773,Cavendish,用同心球做实验,1785,Coulomb,用扭秤做实验,1873,Maxwell,改进,Cavendish,的实验,1936,Plimpton,等人 运用电子放大器,1971,Williams,等人,运用光导纤维和锁定技术,详情请看专题“,库仑定律的发现与验证,”,富兰克林的空罐实验(也叫冰桶实验)对电力规律有重要启示。1755年,他在给兰宁(,John Lining),的信中,提到过这样的实验:,“我把一只品脱银罐放在电支架(按:即绝缘支架)上,使它带电,用丝线吊着一个直径约为1英寸的木椭球,放进银罐中,直到触及罐的底部,但是,当取出时,却没有发现接触使它带电,象从外部接触的那样。”,Priestley,运用牛顿的推理,推断电力服从平方反比规律。,左图为牛顿自然哲学数学原理中的一页。,牛顿,对自然力的分类,长程力,引力,电力,磁力,短程力,光与物质相互作用力,聚合力,发酵(化学作用力),米切尔,1750年提出磁力的平方反比定律。,卡文迪什,1773年证明电力的平方反比定律;,1798年用扭秤测量地球密度。,H.,卡文迪什,H.,卡文迪什的论文,详情请看专题,“,库仑定律的发现与验证,”,如果电力不遵守平方反比,情况会怎样?,几点启示:,类比方法,很有用,静电学的发展得益于牛顿力学的基本框架,实验技术和实验精度日新月异,实验思想往往,一脉相承,经典实验有,现实意义,类比的方法,现象之间类比,声光对比、机械振动与电磁振荡的相似性,借形,抽象 具体,模型、,数学形式有共性,力学中的平移和转动,拉普拉斯方程普遍适用于有位场,作用,明确方向,借鉴、移殖,抓住共性,0,静电学的发展明显地得益于牛顿力学的启示:,“这些关于数学和电学实验的手稿近20捆,”其中“物体上电荷(分布)的实验,卡文迪什早就写好了详细的叙述,并且费了很大气力书写得十分工整(就象要拿出去发表的样子),而且所有这些工作在1774年以前就已完成,但卡文迪什(并不急于发表)仍是兢兢业业地继续做电学实验,直到1810年去世时,手稿仍在他自己身边。”,“卡文迪什对研究的关心远甚于对发表著作的关心。他宁愿挑起最繁重的研究工作,克服那些除他自己没有别人会重视甚至也没有别人知道的那些困难。我们毋庸怀疑,他所期望的结果一旦获得成功,他会得到多么大的满足,但他并不因此而急于把自己的发现告诉别人,不象一般搞科研的人那样,总是要保证自己的成果得到发表。卡文迪什把自己的研究成果捂得如此严实,以致于电学的历史失去了本来面目。”,如何评价卡文迪什?,
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