绝缘体

电的发现与发明四导体与绝缘体,发现电

发布时间:2024/10/6 14:55:16   

一、史蒂芬.格雷

史蒂芬.格雷(StephenGray,-),英国物理学家。

年,史蒂芬內格雷在英国肯特州坎特伯雷出生。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。他没上过大学,但他对自然科学,尤其是天文感兴趣,主要从事电的研究和天文观察。

~年,格雷主要对日月食、太阳点、木星的卫星等进行天文定量和精密观察。格英国物理学家斯蒂芬.格雷雷是一位熟练的观察者,剑桥学院聘用他为行星天文台的助手。晚年格雷对电学很感兴趣,连续进行了三年研究,最重要的贡献是发现了电的传导现象,并认识到了有的物体是导电体,有的物体是非导电体。

史蒂芬.格雷(StephenGray)

二、电是可以被传导的

年6月的一天,格雷把自己关在实验室里,继续着摩擦起电的实。他拿着一支3.5英寸长的空心玻璃管,用毛皮从头到尾摩擦后,发现玻璃管能够吸引羽毛。很显然玻璃已带电。“如果当年盖里克知道玻璃也可以带电的话,那他何必费劲地剥去硫磺球外面的玻璃烧瓶呢?”格雷苦笑。

格雷把玻璃管两端用软木塞塞起来,以防止灰尘进入。这时,他发现了一件很奇怪的事情,软木塞居然吸引了几根羽毛!“我没有摩擦软木塞,它怎么可能带电?”格雷感到疑惑,随即脑海中迸出一个念头,“难道玻璃管上的电流传到了软木塞上?电还会传输?”

为了检验自己的判断,格雷又做了一个实验。他把一根超过3.5英寸的细棒插入玻璃管的软木塞中,细棒的另一端用绳索扎一个象牙球。在完全不碰到软木塞、细棒和象牙球的情况下摩擦玻璃管时,桌上的羽毛竟然纷纷被象牙球吸引了。

玻璃管摩擦实验

三、电到底可以流多远

“原来,电也像水、空气一样,可以流动。”格雷兴奋地记在本上。通过这个实验,格雷得出结论:电也可以通过别的物体进行流动。

“电可以流动,那它到底能流多远呢?”格雷有个习惯,喜欢举一反三,研究绝不浅谈辄止。他把象牙球的一端拴在玻璃管上,另一端则拴了一条长20英尺的绳索,并用丝线把绳索悬挂在实验室的天花板上。当他用力摩擦玻璃管时,象牙球居然吸引了一些羽毛。

20英尺成功了,40英尺,60英尺还会远吗?格雷把绳索加到英尺,发现象牙球仍然可以吸引羽毛。这表明电可以流动英尺。当他准备进一步实验。

格雷在房间里面做电流传输实验

四、第一根“电线”的诞生

格雷感觉丝线韧度太差,便用铜丝代替。

在年6月30日至7月2日之间,牧师惠勒来到他家,和他一起进行了一起成功的输电实验。他们起先用一根黄铜丝连接一个铁球,结果传输的距离并不理想。不过他们发现将电线悬空可以增加传导能力,后来又用丝绸将黄铜丝包裹起来进一步增加了传输距离。最终他们成功地把“电流体”传输到了英尺以外的铁球上。

世界上的第一根电线就这样诞生了!

电传输到英尺的铁球上

五、分辨导体和绝缘体

在一系列验证电能传输多远的实验中,格雷还逐渐理解了不同材料对电的传导能力。他将物质分为两类,一类允许电经过,容易导电,比如人的身体、铁、铜等金属;另一类不容易导电,如丝绸、头发、玻璃、琥珀等。

此外他还发现一定要避免让铜线接触地面,否则,象牙也是无法吸引羽毛,即地面和铁钉、铜线一样也是导体。后来,约翰.德札古利埃按着格雷的思路做了很多研究,他将格雷所区分的两类物质分别命名为“导体”和“绝缘体”。

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。

史蒂芬.格雷在做电传导实验

六、飞翔的男孩

为了向人们展示电的传导,格雷设计了一个十分巧妙的实验,即轰动一时的“飞翔的男孩”表演。

飞翔男孩实验

年4月8日,他让一个男孩被悬挂在电线上,男孩伸出的一只手上握了根短棍,短棍上面悬挂着一个象牙球。待一切准备完成后,然后将摩擦带电的玻璃管靠近男孩的脚。结果男孩的脸和手就吸引了一些谷物等碎屑。

这个实验充分证明了,电能够传导,人体能够导电。

这个经典的实验场景后来被很多国家的研究人员所模仿和改进,并呈现出越来越多新奇的现象。

七、静电感应现象

后来,格雷又发现放在带电体的不带电物体也会带上电,即可以不经过接触,在一定的距离内不同的物体间传输,  这样,又成了全世界发现静电感应现象的第一人。

静电感应现象

年因为对导体的发现,获得皇家学会的第一枚科普利奖章,这是年以皇家学会的高级会员戈弗里·科普利爵士的遗赠设立的奖项。

年又因为静电感应实验而获得了第二枚,同时皇家学会也给了他名誉会员的荣誉。  年去世格雷去世。



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