詹姆斯•焦耳的三次實驗

一天早晨，英國著名科學家道爾頓正準備吃早飯，忽然聽到有人敲門。他打開門，只見門外站著一個中年漢子，左右兩手牽著兩個男孩兒。原來是釀酒廠主仰慕道爾頓的名氣，特地把他的兩個兒子送來，拜道爾頓為師，學習科學知識。

道爾頓平時就喜歡孩子，他見這兩個孩子活潑可愛，尤其是那個小的，非常機靈。孩子深深地向道爾頓鞠了三個躬，禮貌地喊了一聲：“老師”！

道爾頓笑著問：“你叫什么名字？”

那孩子立即回答：“老師，我叫詹姆斯·焦耳，請您收下我和哥哥當學生吧！我們一定聽從您的教導，會好好學習的。”

道爾頓雖然十分慈祥，在課堂上卻非常嚴肅。開始，他并沒有給孩子們傳授物理和化學的原理，而是講了許多高深的數學知識。

小機靈鬼詹姆斯有些不耐煩了，心里說：“講這些枯燥的數學有什么用？要是能講一些有趣的電學實驗知識該有多好！”可是心里想著，卻沒有說出來。

放假了，詹姆斯做實驗的機會來了。他和哥哥一起出去玩。他找來一匹跛腳馬，讓哥哥牽著，自己卻悄悄躲在馬后面，用伏打電池將電流通到馬身上，想試試動物對電流的反應。

跛腳馬受到電擊，就狂跳起來。哥哥不知道馬為什么突然受驚，他拉緊馬韁繩，想制服它。可是，那馬像發瘋似的，奔騰跳躍，把哥哥甩在地上。好一陣子，馬才安靜下來，它渾身冒汗，不斷顫抖。幸虧野外無人，才沒發生意外。

過了幾天，詹姆斯和哥哥劃著船，來到一處青山環繞的湖面上。哥哥一邊緩緩地劃著槳，一邊欣賞著湖光山色。這時詹姆斯卻在想：這里四面環山，何不在這里試一試回聲有多大呢？他拿起獵槍，把備用的火藥全都塞進了槍口，看準機會，利索地扣動扳機，只聽“砰”的一聲巨響，從槍管里噴出一股火焰，一下把詹姆斯的眉毛燎個精光。正在全神貫注劃船的哥哥，被槍聲一嚇，差點掉到湖里。

隔了幾天，詹姆斯和哥哥又興致勃勃地爬上一座高山游玩。詹姆斯極目遠眺，看見遠處濃云密布，還隱隱約約看到了閃電。哥哥見弟弟注視著遠方，聽著雷聲，便問弟弟：“你又要搞什么實驗嗎？這次你可得先告訴我，我不能再受你的驚嚇了。”

詹姆斯說：“放心好了。我在想：為什么閃電在前，雷聲在后呢？”哥哥回答不上來。詹姆斯就用懷表來計時，認認真真地記下了從閃電開始到聽到雷聲的時間。

開學了，道爾頓問學生：“你們在假期里做了哪些有意義的事？”

詹姆斯第一個站起來說：“我做了三個實驗：第一個是試驗動物對電流的反應；第二個是放槍聽回聲；第三個是記錄了光速和聲速的時差。”

道爾頓聽完，笑道：“你在一個假期里做了三個實驗，不容易呀！不過我告訴你，只有第三個實驗做得對，前兩個實驗多危險呀！以后做實驗要注意安全。”

接著他又說：“只要人們掌握了光的速度和聲的速度，就可以從看到閃電到聽到雷聲的時間，推斷出閃電發生在相距多遠的地方。這就要用到數學。”

詹姆斯認真地聽著，說：“沒想到枯燥的數學里會藏著這么多的學問。”

道爾頓見詹姆斯勤學好問，就列舉了許多例子開導他，真正的科學家是不能只觀察現象的，他必須精密地測量，并學會運用數學知識，從測量的數據中總結出規律來。老師的話使詹姆斯茅塞頓開。

從此，詹姆斯注意理論學習和精密地測量。經過不懈的努力，他終于成了世界聞名的物理學家。

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物理學家詹姆斯·焦耳

詹姆斯·焦耳（1818—1889）沒有上過學，一直在家自學。因為家業的關系，他自小對釀酒很有興趣，便在家自學化學及物理學。后來，他跟從英國物理兼化學學家約翰·道爾頓學習。完成學業后，開始經營自家的釀酒廠，他希望以電動機代替蒸汽機。他的第一項研究便是改進電動機效率，這使他注意到熱量產生的問題。

1840年，焦耳研究并確定了焦耳定律。1847年，他與英國著名物理學家開爾文勛爵合作進行能量守恒等問題的研究。1849年，他提出能量守恒與轉化定律：能量既不會憑空消失，也不會憑空產生，它只能從一種形式轉化成另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而能的總量保持不變。該定律奠定了熱力學第一定律（能量不滅原理）之基礎。

1850年，焦耳當選為英國皇家學會會員。1866年，由于他在熱學、熱力學和電學方面的貢獻，皇家學會授予他最高榮譽的科普利獎章。后人為了紀念他，把能量或功的單位命名為“焦耳”。