电磁时代--电的历史.doc

电的旅程大事年表
一、 电磁科学基础
（1）磁石与静电
序号
突破年份
人物
国籍
年代
对电的贡献
1
1600
吉尔伯特
英
1544~1603
用科学方法研究电磁学，命名“electron
2
1633
盖利克
普鲁士
1602~1686
发明静电机，首创真空
3
1729
格雷
英
1666~1736
发现导体及绝缘体
4
1733
杜菲
法
1698~1739
发现正、负电荷
5
1745
穆欣布罗克
荷兰
1692~1761
发明莱顿瓶

磁石和静电
1、吉尔伯特--《 De Magnete 》
一、生平简介
吉尔伯特是(1540～1603)是英国医生、物理学家。1540年5月24日诞生于英格兰科尔切斯特的艾塞克斯的一个中产阶级家庭。
吉尔伯特于1558年考入剑桥圣约翰学院，1569年获医学博士学位。1575年前后在伦敦开业行医。1581年进入皇家医学院工作，历任学院司库、学院领导成员、院长。在英国，甚至在欧洲大陆，吉尔伯特是一个具有很大成就和声誉的医生。1601年应召进宫，任伊丽莎白女王的御医。吉尔伯特起初研究过化学，后来花了二十年左右的时间，进行了关于电和磁的实验。吉尔伯特在伦敦的时候，一直住在圣彼得山上的皇家实验室里，这儿也是科学家们集会的中心。
吉尔伯特于1603年12月10日在英国伦敦去世，死于英国的大瘟疫，终年63岁。他的研究手稿也在1666年伦敦大火中付之一炬，所幸他的巨著De Magnete 传了下来。
二、科学成就
1，吉尔伯特在物理学中的贡献是开创了电学和磁学的近代研究。1600年他发表了一部巨著《论磁》，系统地总结和阐述了他对磁的研究成果。使他在物理学史上留下了不朽的位置。全书分为6篇，这是他约17年的研究结晶，记录了600余个实验，叙述了磁的历史及五种磁运动。第二篇中有一章叙述了电的实验。这本书堪称物理学史上第一部系统阐述磁学的科学专著。伽利落称其为“经验主义的奠基人”。
《轮磁》封面《 De Magnete 》
2、吉尔伯特对电也作过详细研究。他用琥珀、金刚石、蓝宝石、硫磺、明矾等做样品，作了一系列实验，发现经过摩擦，它们都可以具有吸引轻小物体的性质。他认识到这是一种物质普遍具有的现象，因此根据希腊文琥珀（ηλεκτορν）引入“电的”(electric)一词意思是“琥珀体”，并且把象琥珀这样经过摩擦后能吸引轻小物体的物体称做“带电体”。 为了确定一种物质是不是带电体，吉尔伯特还发明了第一只验电器：他用一根极细的金属丝固定在一个可自由转动的支座上，当带电物体靠近时，细金属丝就会被吸引而转向带电体。
3、吉尔伯特对近代物理学的重大贡献还在于他提出了质量、力等新概念。在《论磁》中，吉尔伯特说，一个均匀磁石的磁力强度与其质量成正比，这大概是历史上第一次独立于重量而提到质量，通过“磁力”这一特殊的力，吉尔伯特揭示了自然界中某种普遍的相互作用。（吉尔伯特根据他所发现的这些磁力现象，建立了一个理论体系。他设想整个地球是一块巨大的磁石，上面为一层水、岩石和泥土覆盖着。他认为磁石的磁力会产生运动和变化。他认为地球的磁力一直伸到天上并使宇宙合为一体。在吉尔伯特看来，引力无非就是磁力。）
4、书中阐述了不少实验时的观察，包括：
（1）电和磁是两种不同的现象。磁石本身就具有吸引力，而琥珀则要经过摩擦；磁石只能吸引有磁性的物体，而摩擦过的琥珀则能吸引任何小物体。
（2）磁石上的正极和负极不能独立分开。
（3）电的吸力在水中消失，但磁的吸力仍存在。
（4）磁力在高温时消失。
（5）他发现琥珀被摩擦后吸引轻小物体，吉尔伯特称之为“电性”，并对多种物体的摩擦进行了研究。认识到电力只有吸引力一种，和磁力不同。（1629年意大利学者卡比奥(1586—1650)发现，摩擦带电的琥珀吸引小物体到它上面后，又把小物体排斥开去；1646年，英国医生布朗(T.Browne)发现电的排斥作用；1732年，杜菲发现电有两种）。
三、趣闻轶事
1．吉尔伯特在王宫做实验
吉尔伯特作了一系列科学实验，最有名的就是所谓“小地球”实验。他用一块天然磁石磨制成一个大磁石球，用小铁丝制成小磁针放在磁石球上面，结果发现这根小磁针的全部行为和指南针在地球上的行为十分相似。吉尔伯特把这个大磁石球叫做“小地球”。由此，他提出一个假设：地球是一个巨大的磁石，它的两极位于地理北极和地理南极附近。这个假设后来经德国数学家高斯(1777—1855)从数学上加以论证和完善，至今仍是地磁理论的典型概念。（在1830到1840年间，高斯和一个比他小廿七岁的年轻物理学家－韦伯(WithelmWeber)一起从事磁的研究，他们的合作是很理想的：韦伯作实验，高斯研究理论，韦伯引起高斯对物理问题的兴趣，而高斯用数学工具处理物理问题，影响韦伯的思考工作方法。1833年高斯从他的天文台拉了一条长八千尺的电线跨过许多人家的屋顶，一直到韦伯的实验室，以伏特电池为电源，构造了世界第一个电报机。1835年高斯在天文台里设立磁观测站，并且组织“磁协会”发表研究结果，引起世界广大地区对地磁作研究和测量。高斯已经得到了地磁的准确理，他为了要获得实验数据的证明，他的书《地磁的一般理论》拖到1839年才发表。1840年他和韦伯画出了世界第一张地球磁场图，而且定出了地球磁南极和磁北极的位置。1841年美国科学家证实了高斯的理论，找到了磁南极和磁北极的确实位置。）
2．用实验来说话
据说吉尔伯特很善于和别人争论学术问题，常常用实验来说话，把人驳得哑口无言。当时，很多科学家分不清磁作用和电作用。比如意大利科学家波尔塔(1538—1615年)说，跟金刚石摩擦过的铁能指向北方，就象它在磁石上摩擦过一样。吉尔伯特指，这是不可能的。他随即用金刚石和一些铁棒、铁丝当众做了实验，令人信服地证明，当用软木塞托住跟金刚石摩擦过的铁棒使它浮在水面上的时候，根本就不发生波尔塔所讲的效应。
l 相关理论探究
1， 天然磁石的形成？
地球内部有大量的液态铁，当这些液态铁随地壳运动，比如火山喷发等到达地表，因为是液态铁，温度很高（固态铁在空气中与氧气不反应，要在纯氧中点燃，但是液态铁可以）所以可以和空气中的氧气反应生成四氧化三铁 3Fe+2O2=Fe3O4 这种物质是磁铁的主要成分所以这也是为什么磁铁矿多散布在火成岩中，因为火成岩就是岩浆冷却后构成的岩石。
2， 天然磁石为什么会有磁性？
(1)铁磁性的原理是两个量子力学现象：自旋和泡利不相容原理。电子的自旋加上其轨道角动量导致一个偶极子磁矩和形成一个磁场。在大多数物质中所有电子的总偶极磁矩为零。只有电子层不满的原子（电子不成对）可能在没有外部磁场的情况下表现一个净磁矩。铁磁性物质有许多这样的电子。假如它们排列在一起的话它们可以一起产生一个可观测得到的宏观场。这些偶极趋于指向外部磁场的方向。这个现象被称为顺磁性。铁磁性物质的偶极趋于在没有外部磁场的情况下也指向同一方向。这是一个量子力学现象。按照经典电磁学两个临近的磁偶极趋于指向相反的方向（导致反铁磁性物质但是在铁磁性物质中它们趋于指向同一方向。其原因是泡利不相容原理：两个自旋相同的电子不能占据同一位置，因此它们会感觉到附加的排斥力，降低其电静势能。这个能量差别被称为交换能，它导致邻近的电子排列成同向。在长距离上（数千离子）交换能的作用逐渐被经典偶极相对排列的趋势掩盖，这是在平衡（没有磁性的）情况下铁磁性物质的偶极总的来说不排列起来的原因。在没有磁性的铁磁性物质中其磁偶极被分割在外斯畴中。每个外斯畴内部短距离地磁偶极排列指向同一方向，但是在长距离上不同外斯畴的磁偶极的排列不一致。不同外斯畴之间的边界被称为畴壁，畴壁内原子之间的指向逐渐更改。因此一块铁一般没有磁性，或者其磁性非常弱。但是在一个足够强的外部磁场中，所有外斯畴会沿着这个磁场排列，在外部磁场消失后这些外斯畴会继续保存其同一的指向。这个磁场与外部磁场之间的关系由一条磁滞曲线描写。虽然这个排列整齐的外斯畴的能量不是最低的，但是它非常稳定。在海底的磁铁矿会上百万年地指向它形成时的地磁场方向。通过加热再在没有外部磁场的情况下冷却磁铁的磁场会消失。温度升高后热振荡（或熵）与铁磁性的偶极排列竞争。温度高于居里点后晶体内发生二级相变，整个系统无法磁化，在有外部磁场的情况下这时铁磁性物质显示顺磁性。在居里点下对称破缺，外斯畴形成。居里点本身是一个阀值，理论上这里的磁化率为无穷大，虽然这里没有磁化，但是在任何长度范围内均有类似外斯畴的自旋波动。尤其是使用简化了的伊辛自旋模型来研究铁磁性相变对统计物理学的发展起了巨大作用。在这里平均场理论明显地无法正确地预言居里点上的现象，需要被重正化群理论取代。
(2)磁铁具有磁力是由磁铁的特性决定的,如果按原子电流解释就是电流产生的磁场磁化别的物,磁化物体产生电场,电场互相作用产生力的作用。
物质大都是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子又是由原子核和电子组成的。在原子内部，电子不停地自转，并绕原子核旋转。电子的这两种运动都会产生磁性。但是在大多数物质中，电子运动的方向各不相同、杂乱无章，磁效应相互抵消。因此，大多数物质在正常情况下，并不呈现磁性，对外没有磁力。
铁、钴、镍或铁氧体等铁磁类物质有所不同，它内部的电子自旋可以在小范围内自发地排列起来，形成一个自发磁化区，这种自发磁化区就叫磁畴。铁磁类物质磁化后，内部的磁畴整整齐齐、方向一致地排列起来，使磁性加强，就构成磁铁了。磁铁的吸铁过程就是对铁块的磁化过程，磁化了的铁块和磁铁不同极性间产生吸引力，铁块就牢牢地与磁铁“粘”在一起了。我们就说磁铁有磁性了，磁铁有了磁力。
3， 磁性的消失？
对于所有的磁性材料来说，并不是在任何温度下都具有磁性。一般地，磁性材料具有一个临界温度Tc，在这个温度以上，由于高温下原子的剧烈热运动，原子磁矩的排列是混乱无序的。在此温度以下，原子磁矩排列整齐，产生自发磁化，物体变成铁磁性的。
利用这个特点，人们开发出了很多控制元件。例如，我们使用的电饭锅就利用了磁性材料的居里点的特性。在电饭锅的底部中央装了一块磁铁和一块居里点为105度的磁性材料。当锅里的水分干了以后，食品的温度将从100度上升。当温度到达大约105度时，由于被磁铁吸住的磁性材料的磁性消失，磁铁就对它失去了吸力，这时磁铁和磁性材料之间的弹簧就会把它们分开，同时带动电源开关被断开，停止加热。
居里温度是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度。低于居里温度时该物质成为铁磁体，此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里温度时,该物质成为顺磁体，磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。这时的磁敏感度约为10的负6次方.
加热，升高到磁铁物质的居里温度以上磁性就会消失了,冷却后磁性恢复。
永磁铁是四氧化三铁，只有把他还原成氧化亚铁或铁，或氧化成三氧化二铁，磁场才消失。永久性磁铁在自然条件下，它里面的微小晶格是处于稳定状态的，也就是处于能量最低的态，而物体总是趋向于能量较低的态，所以环行电流的指向不会变的。而要让磁铁失去磁性，就必须让它里面小晶格的环行电流的指向变得杂乱无章。但是这需要外界输入能量才行（例如，将其加热到高温）。所以自然条件下，磁铁会处于稳定状态，即永久保持磁性!
4， 电和磁在本质上是相同的？
（1）磁力是运动电荷之间的相互作用，而运动是相对的，在一个参考系内认为是运动的电荷在另一个参考系中可能是静止的，那么由洛伦兹力公式磁力是不同的。为解决这个问题要用到狭义相对论，先从电荷在其中静止的参考系中求出静电力，再利用相对论力的变换公式求出电荷在运动参考系中受的力，如果定义B=v×E/c^2，可以证明运动电荷受力F=qE+qv×B，而这正是电荷所受电力和磁力之和，因此磁力本质上是一个运动电荷受到另一运动电荷电场力的一部分。
（2）本质上讲，磁场和电场实际上是一种物质的两种不同表现形式。在学到电动力学之后你会发现，在不同速度的参考系中对同一个场进行测量，可能测得的是电场，也可能是测得的磁场。也就是说，电场性质和磁场性质是由于测量时采用的参考系的不同而分离开来的。所以现在我们统一称之为电磁场。
（3）电和磁本质是一样的
宏观：当导体内有电流通过时，导体的周围便产生磁场（磁体周围具有磁力作用的空间），即电生磁。
当导体切割磁力线或穿过线圈的磁力线发生变化时，导体或线圈内便会产生感应电动势或感生电流，即“磁生电”。
微观：静止的电荷会产生静电场；静止的磁偶极子会产生静磁场。运动的电荷被称为电流，会产生电场和磁场，电磁几乎是同时存在的
5， 为什么摩擦带电后可以吸起轻小物体？
带电体能吸引轻小物体，是因为所有的物体（物理实验室造出来的某些人造物质除外）都是由原子构成，而原子是由原子核和电子构成，所不同的是，有些物体的电子能自由活动，有些物体的电子不能，能的那一类一般称为导体，不能的，称为绝缘体。但即使绝缘体，也不是说电子是一动不动的，它只是被束缚得比较紧。带电体接近物体时，因为电荷异性相吸的原因，总是能使物体被靠近的一端出现异性电荷（也有可能只是电子自旋方向被统一），如果物体足够轻小，效果就会明显，甚至能吸起来。带电气球和玻璃的关系也是一样，只是在这个例子中，带电体本身就是轻小物体。如果玻璃棒带电，碎纸片被吸引，理论情况下是持续的，但是总是会存在损耗，因为没有绝对绝缘的介质，如果没有外界电荷的加入，正负电荷都会慢慢变少直至消失，吸引力也随之消失。
带电体接触验电器的情况也是一样，如果带电体一直带电，而且强度不变，那么张角不会变小，如果损耗后没有新电荷输入，那么强度变弱，张角变小。拿开带电体后，因为电荷的损耗，金属箔也会慢慢合拢。
2，盖利克--发明静电机，首创真空
一、生平简介
　　盖利克(1602—1686)德国物理学家和工程师。1602年11月20日生于马德堡。曾在莱比锡、亥姆什塔特、耶拿、莱顿等大学学习法律、数字、城市建筑工程等。二三十年代战争将他的家乡马德堡变成了废墟，1646年他当上了该市的市长，在任35年。
　　利用余暇从事于多方面的物理实验研究工作，其主要成果收入他的《关于虚空的新实验》(1672)一书中。1686年5月11日在汉堡逝世。
二、科学成就
　　1．1605年，盖利克发明和建造了第一台空气泵，用该泵使各种不同的容器产生真空。并证明了在真空中不能传播声音、不能维持燃烧、无法维持动物的生命（明了声音不能在真空中传播，蜡烛不能在真空中燃烧，鱼和鸟在真空中很快死去等等）
2．1654年的“马德堡半球实验”演示了大气的巨大压力，使真空和大气压力的概念为世人所接受。
3．盖利克在电学方面也有重要的成就。1663年自己制造了一台摩擦起电机，它是用能在曲轴上旋转的硫磺球制成，在球旋转时，用手压住球，就可以使球起电，比传统的摩擦方法有效得多。每一次旋转都产生一些静电并贮存在硫磺球里，以致可以演示连续放电实验。运用这个仪器，他发现了静电感应现象，即一个小物体只要靠近带电物体它也会带电。电致发光现象（在黑暗中，带电硫磺，发光）；他还发现电荷行进到亚麻线的末端，因而成为发现电排斥及电传导现象的前驱。
值得指出的是，他并不认为这些有关大气压和电的实验只是一些兴之所至的个别实验，而是认为：这些实验说明了世界万物的多样性，并且与神的创造无关。这种观点在当时是相当勇敢的。
三、马德保半球实验
1654年5月8日，当着德皇斐迪南二世和国会议员们的面，盖利克演示了大气压力有多大。他用两个直径约42cm的铜制半球涂上油脂对接上，再让球内抽成真空，这时让两个马队分别拉一个半球，直到用上了16匹马才将两个半球拉开。后人将这两个半球命名为“马德堡半球”。

l 相关理论探究
1， 为什么摩擦会起电？
摩擦生电的实质是一种“接触带电”现象。两种物质相互摩擦时，会发生紧密的接触，同时由于摩擦时产生的热，促使分子运动加快，从而引起较多的电子转移。那么电子具体是从哪种物质向另一种物质上转移呢？这跟两种物质的材料和环境温度有关。比如说，在常温下用丝绸摩擦玻璃棒，电子就会从玻璃棒表面转移到丝绸表面上去，所以玻璃棒带正电；当环境温度升高到一定程度时，电子的转移方向就会完全相反，从丝绸表面向玻璃棒表面转移，于是玻璃棒就带上了负电。
影响摩擦生电的因素很多，主要有表面杂质层、物体的温度和物体表面的粗糙情况。例如，当玻璃棒表面的摩擦系数大于0.18时，摩擦的结果就会使玻璃棒带上负电；相反，当玻璃棒表面的摩擦系数小于0.18时，摩擦的结果就会使玻璃棒带上正电。
任何物理现象的发生，都是在一定的条件下相对而言的。生活中的任何“经验规律”，都不能绝对化。
物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子儿而侵入其他的原子B，A原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子、B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。
造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能……等)在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电。
当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的"接触分离"起电，在日常生活中脱衣服产生的静电也是"接触分离"起电。
固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。为什么气体也会产生静电呢？因为气体也是由分子、原子组成，当空气流动时分子、原子也会发生"接触分离"而起电。所以在我们的周围环境甚至我们的身上都会带有不同程度的静电，当静电积累到一定程度时就会发生放电。
3，格雷--发现导体及绝缘体
斯蒂芬·格雷（1666—1736),生于英国的肯特州坎特伯雷一个手工艺家庭，精于工艺；父亲是一位染工和木匠。格雷受过一些基本教育后，就跟他的父亲当染衣的学徒。但他对自然科学，尤其是天文感兴趣。他没上过大学，自称是一个自学成材的人。他主要从事电的研究和天文观察。晚年对电学很感兴趣，连续进行了三年研究，最重要的贡献时发现了电的传导现象，确定了有的物体是导电体，有的物体时非导电体。因为发现电传导现象而被称为电之父。
电导的发现历程
格雷为了研究电究竟能传多远，用木棍、麻线、钓鱼竿等做过多次试验，最长的达650英尺（约200m）。实验中为了能把用来传电的麻绳吊起来，他曾用丝线和铜丝悬挂麻绳，结果发现用铜丝时，电就不能沿麻绳传导了。他猜想，可能是电通过铜丝和铁钉跑掉了。进一步的研究发现，电通过金属比通过丝绸更容易传导，因此，把电容易通过的物体叫导电体（如金属），而把电难以通过的物体叫非导电体（如丝线）。格雷还做过一个有趣的实验：把一个小孩用几根粗丝绳水平吊起来，用摩擦过的带电玻璃管接触小孩的胳臂，孩子的手和身体便能吸引羽毛和铜屑。这表明，人也是导体。
他的技术发明有：
（1）用水做显微镜的透镜；
（2）改善水和沙漏计时器等。1736年于英国伦敦去世。
工作单位：英国剑桥Trinity学院。
研究领域：电学和天文学。
1690-1716年主要从事天文定量和精密观察日月蚀，太阳黑点，木星的卫星等。格雷是一位熟练的观察者，剑桥Trinity学院雇他作行星天文台的助手。后半生主要做电的研究工作。
1729年他发现电能传导。
1731年他获科普利奖。
1736年于伦敦去世。
在1800年以前，世界上能出现的都是用摩檫而产生的静电。当时无人知道，电是否能传导。是英国的一位叫格雷的发明家发现电能传导的。
格雷之所以对电是否能传导感兴趣，是因为他观察到他的起电管能把他摩檫产生的静电传给靠近它的物体。
1729年格雷用一根玻璃管和干纸摩檫使它带电。当他不用时，用木塞将玻璃管的二端塞住。结果，他发现不仅玻管能吸引皮毛，而且塞在二头的软木塞也能吸引东西。由此，他得出结论，电已由玻管传到了木塞。他进一步想，电能传多远呢？他把一个象牙球插在一根几寸长的木棍上，然后把木棍的另一端插到木塞上，他发现，象牙球不仅能吸引或排斥物体，而且更强。
他进一步用其它材料放在玻管和象牙球之间做试验，用铁，铜线，铜币，锡，银等金属试；知道，它们是传电的，是导体。然后试非金属，如石头，以及一些绿的青菜等，它们是不传电的，是绝缘体。
后来，格雷用不同长度的铜线放在玻璃管和象牙球之间做试验，看电能传多远。他当时只有800尺长的铜线，还能看到能传电。格雷就这样发现了电是能传导的现象。
格雷的发明主要有三点：
（1）明确了能传电的物体，称为导体；
（2）不能传电的，称绝缘体。
（3）电能传至数百尺远。
4，杜菲--发现正、负电荷
从古代直到吉尔伯特研究电磁现象，人们只知道电的吸引现象。1629年意大利学者卡比奥(1586—1650)发现，摩擦带电的琥珀吸引小物体到它上面后，又把小物体排斥开去。后来许多学者研究这一现象，并提出各种假说解释它。一百多年后才被杜菲所解决。
杜菲（1698～1739）是法国物理学家。巴黎科学院从事化学研究。因受到格雷研究成就的鼓舞，从1732年开始也进行电学研究。在电的研究方面有突出的贡献。杜菲先研究摩擦起电和电的传导，做了许多实验，得出结论：除金属和软材料外的所有物体都能摩擦起电；导体必须用绝缘体架起来才能带电；物体的带电跟颜色没有关系。认为把物体分为“电的”和“非电的”并没有事实根据。他曾用自己的身体作带电实验。他让别人用丝绳把自己吊起来，当他身体带上电而别人靠近时，他感觉到针刺般的电击，有放电的噼啪声，在暗处还可以看到放电的火花。
主要贡献
杜菲最重要的发现是电有两种。在巴黎的一家学报上他发表了自己的实验结果，其中写到“……因此，由总的性质不同这一点可以认为存在着两种电性物质，一种诸如玻璃、晶体等透明固体（玻璃电）；另一种诸如琥珀、树脂等物质（松香电）。……互相推斥的物体具有相同的电性，互相吸引的物作具有不同的电性。不带电的物体可以从另一种带电物体获得电，两者所带的电是相同的……。”他意识到不同材料经摩擦后产生的电不同，电有两种，并且同性电相斥，异性电相吸；他还把电想象为二元流体，电是由“正”（来自拉丁文“vitreous”） 和“负”（来自拉丁文“resinous”）两种流体组成的。当它们结合在一起时，彼此中和。这便是电的双液体理论，这个理论被18世纪晚期Benjamin Franklin 的单液体理论所否定。
在不断实验过程中，杜菲改进了吉尔伯特的验电器，用金箔代替金属细棒，使验电器更加灵敏。杜菲研究电的排斥现象，他用摩擦带电的玻璃管吸引金箔，金箔接触玻璃管后被排斥开。他认为这是两者接触时玻璃管把电传给了金箔，然后就排斥它。杜菲用羊毛摩擦过的树脂棒靠近被带电玻璃棒排斥的金箔，使他大为惊奇的是，金箔不被树脂棒排斥，而是被吸引。经过大量实验，杜菲终于确定电有两种，其中一种他称之为玻璃电(就是现在所说的正电)，另一种称之为树脂电(即现在所说的负电)。这两种电的特点是，它们自己互相排斥，彼此互相吸引。
他虽然是化学家，但他对科学的主要贡献是在物理学方面。他研究和描述了磁场性质，说明磁场强度如何随距离变化以及描述自然界的磁现象。他的研究和发现对后来研究地球磁场、地质和地貌有很大的帮助。
5.穆欣布罗克--发明莱顿瓶