“琥珀之力”的流動(dòng)之謎

王明

頓牟掇芥

（dùn? móu? duō gài）

公元一世紀(jì)，我國學(xué)者王充在《論衡》中記述了“頓牟掇芥，磁石引針”。頓牟是琥珀，也就是說，琥珀能夠吸引芥子之類的輕小物體。這是我國關(guān)于靜電的最早描述。

天氣越來越?jīng)隽耍蠹叶疾磺樵傅靥咨狭恕扒镆隆保鋵?shí)不是嫌棄它樣子“老土”，而是……“啪”！你看看，又被靜電給電到了！

也許你還不知道，如果不是靜電的啟示，我們就不會(huì)一步步解開電的奧秘，可能到現(xiàn)在還不會(huì)打開“電氣時(shí)代”的大門呢。

神秘的“琥珀之力”

16世紀(jì)的一天，英國人威廉·吉爾伯特被書中講的一個(gè)神奇現(xiàn)象深深地迷住了：書上說，拿出一塊美麗的琥珀，把它放在絲絨上摩擦，就可以吸引輕飄飄的羽毛。

這是真的嗎？吉爾伯特試驗(yàn)一番，果然如此。

“其他物質(zhì)有沒有一樣的功能呢？”吉爾伯特突發(fā)奇想。很快，他找來水晶、硫磺、玻璃等物體，分別用絲絨進(jìn)行摩擦。不出所料，它們都可以吸引輕微物體。

“看來這種吸引力并非琥珀獨(dú)有，而是普遍存在于物質(zhì)內(nèi)部的東西。這到底是什么東西呢？”吉爾伯特陷入冥思苦想中，吃飯?jiān)谙耄稍诖采显谙耄B走路也在想。來到河邊，看到滔滔流走的河水時(shí)，他突然有了思路：水無形狀，但無孔不入;琥珀等物體吸引輕微物體的力，不就像“隱形水”一樣，把東西給牢牢地“粘”住了嗎？

吉爾伯特還決定給這種東西取個(gè)名字。“總不能叫‘琥珀之力吧？”于是，吉爾伯特根據(jù)希臘文字Elektra（琥珀），引入了一個(gè)簡練的英文名詞：electric。這個(gè)單詞，就是沿用至今的科學(xué)概念——“電”。琥珀之所以能夠吸引起輕東西，正是在摩擦之后，形成了靜電。

.動(dòng)手小實(shí)驗(yàn)

感受“琥珀之力”

1.準(zhǔn)備好一把梳子、一張餐巾紙。

2.將餐巾紙撕碎。

3.用梳子在干燥的頭發(fā)上梳頭，然后靠近碎紙屑，碎紙屑因?yàn)殪o電就會(huì)被吸起來。

第二個(gè)小實(shí)驗(yàn)

1.將家里的水龍頭打開，把水開小一點(diǎn)，又要保證能形成細(xì)小的水流。

2.將梳子在頭上摩擦幾下，靠近水流，就會(huì)發(fā)現(xiàn)水流被梳子吸引過去了，上下移動(dòng)，水流還能跳舞呢！

能裝電的瓶子

17世紀(jì)中葉，根據(jù)摩擦起電的道理，人們制造了靜電起電機(jī)，但他們還不知道怎樣保存電荷，每次用電時(shí)都使用靜電起電機(jī)起電，很不方便。這時(shí)，有人就在思考：糧食可以裝在麻袋里，水可以裝在水桶里，電是看不見、摸不著的東西，能不能也想個(gè)什么辦法把它裝起來呢？

1745年，荷蘭萊頓大學(xué)的馬森布羅克在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，無意中把一根帶電的鐵釘放在了玻璃瓶里。不一會(huì)兒，當(dāng)他要把鐵釘取出來時(shí)，一手拿著瓶子，另一個(gè)手剛觸及鐵釘，意外地感受到了電的刺激。馬森布羅克又重復(fù)實(shí)驗(yàn)了多次，每次都有這樣的感覺。后來，他把起電機(jī)攜帶的電荷用金屬線引出來，通進(jìn)一個(gè)玻璃瓶子里。當(dāng)把起電機(jī)拿走以后，他一手握瓶、一手觸及金屬線時(shí)，竟然受到了更加強(qiáng)烈的電刺激，他說：“手臂和身體產(chǎn)生了一種無法形容的恐怖感覺，我以為自己的命要沒了！”

不久，馬森布羅克公布了自己這個(gè)意外的發(fā)現(xiàn)：把帶電的物體放進(jìn)玻璃瓶里，就可以把電保存起來。多少年來，有多少人為找存放電荷的方法冥思苦想都沒有成功，而馬森布羅克卻在無意中解決了這個(gè)難題。就這樣，電學(xué)史上第一個(gè)保存電荷的容器誕生了。由于這個(gè)裝置是在萊頓城制成的，所以叫萊頓瓶。

搞笑花絮

一位荷蘭科學(xué)家做類似萊頓瓶的實(shí)驗(yàn)，在遭到強(qiáng)烈電擊后，他在給友人的信中寫道：“蒙上帝憐憫，我才免于一死。我就是為法蘭西王國（做貢獻(xiàn)）也不愿再冒這個(gè)險(xiǎn)了。”

電就像水一樣會(huì)“流動(dòng)”，人們把電荷在導(dǎo)體中的定向移動(dòng)，稱之為電流。想要形成電流的前提條件，就是要有能夠自由移動(dòng)的電荷，即自由電荷。但是，如果只有自由電荷的話，是不能形成電流的。

人類是怎么學(xué)會(huì)控制電流的呢？這當(dāng)中還有一個(gè)有意思的故事呢！

青蛙腿的“神諭”

1786 年的一天，意大利解剖學(xué)教授伽伐尼和妻子柳契雅正在實(shí)驗(yàn)室解剖青蛙。伽伐尼切開一只青蛙的腰部，順手用一把精巧的黃銅小鉤把青蛙穿了起來，隨手遞給柳契雅，吩咐將它掛起來。妻子順手將這只死青蛙，掛在了實(shí)驗(yàn)桌上的一根橫鐵梁上。當(dāng)伽伐尼將第二只青蛙剝開皮正準(zhǔn)備再下刀時(shí)，突然，柳契雅驚叫一聲：“天呀！青蛙又活了。”只見那只靠近銅鉤的蛙腿正在一張一弛，抽搐不停。

柳契雅可真有點(diǎn)怕了，瞪著大眼睛。伽伐尼沉思了一會(huì)兒，突然大聲說：“這是電！摩擦?xí)r能使琥珀、絲綢上有電，富蘭克林發(fā)現(xiàn)了空中的電，我們又發(fā)現(xiàn)了青蛙身上的電！”他將解剖刀往桌上一摔，高喊著：“我們又發(fā)現(xiàn)了一種電——?jiǎng)游镫姟！?/p>

1793年的一天，伽伐尼來到英國皇家學(xué)會(huì)表演他的新發(fā)現(xiàn)。當(dāng)伽伐尼讓那蛙腿輕輕抽搐起來時(shí)，在座的那些名教授、學(xué)者一個(gè)個(gè)目瞪口呆！

都是青蛙“惹的禍”

在臺(tái)下看表演的有一個(gè)人，他雖目不轉(zhuǎn)睛地看伽伐尼操作，卻不肯認(rèn)同伽伐尼的理論。他也是意大利人，名叫亞歷山德羅·伏特。作為電學(xué)專家的他，哪能服氣，他想：誰知那些青蛙是真死假死，有電無電？待我回家去親自試它一番再說不遲。

果然數(shù)月后，這伏特也在皇家學(xué)的舞臺(tái)上來了一個(gè)現(xiàn)場“表演”。他照著伽伐尼的樣子，把死青蛙掛起來，結(jié)果青蛙的腿紋絲不動(dòng)。伏特說：“根本沒有動(dòng)物電，伽伐尼教授實(shí)驗(yàn)時(shí)，用的是銅鉤和鐵棍，實(shí)際只要是不同的金屬接觸就會(huì)產(chǎn)生微弱的電流。蛙腿跳動(dòng)是這種電流刺激的結(jié)果。今天我用的是鐵鉤和鐵棍，同一種金屬就不會(huì)產(chǎn)生電，自然蛙腿也就不動(dòng)了。”

這時(shí)人群里擠出一個(gè)人來，大聲說：“你剛才的表演是真是假，我回頭再去檢查，現(xiàn)在我先請你看一樣?xùn)|西。”伏特抬頭一看，說話的原來正是伽伐尼本人。這個(gè)老頭子拎過來一個(gè)水桶，他打開蓋子，對伏特說：“有沒有動(dòng)物電，只要你伸手摸一下這條魚，就知道了。就是不知道你敢不敢？”

“這有什么不敢！”伏特卷起袖子伸手向那魚尾抓去，就聽他“哎呀”一聲，連忙縮了回來，覺得全身麻酥酥的，一下跌坐在實(shí)驗(yàn)臺(tái)旁，他被電了。伏特被伽伐尼“打敗”了。

把伏特電麻的魚是什么？

電鰻的肌肉組織幾乎都能放電，占其身長的80%以上，有數(shù)以千計(jì)的放電體。電鰻的頭部是正極，尾部是負(fù)極，每個(gè)放電體約可制造0.15伏特的電壓，而當(dāng)數(shù)千個(gè)放電體一起全力放電時(shí)的電壓便高達(dá)600～800伏特！

反敗為勝的伏特

伏特斗法受辱后回到意大利帕維亞大學(xué)，從此閉門不出，發(fā)誓要弄出個(gè)名堂重?cái)[擂臺(tái)。他這樣含辛茹苦地干了七年，終于又有一新的發(fā)現(xiàn)。他將一個(gè)金屬鋅環(huán)放在一個(gè)銅環(huán)上，再用一塊浸透鹽水的紙或呢絨環(huán)壓上，再放上鋅環(huán)、銅環(huán)，如此重復(fù)下去，十次、二十次、三十次，疊成了一個(gè)高高的柱狀，便產(chǎn)生了明顯的電流。柱疊得越高，電流就越強(qiáng)。這就是后人所稱的伏打電壓或伏打柱，也就是最早的電池。

這是為什么呢？原來，伏特經(jīng)過實(shí)驗(yàn)創(chuàng)立了一個(gè)了不起的電位差理論。不同金屬接觸，表面就會(huì)出現(xiàn)異性電荷，也就是說有電壓。比如說，鋁和鋅接觸，總是鋁的那一端帶正電，鋅的那一端帶負(fù)電。

所以，導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件就是：導(dǎo)體兩端存在電壓。1801 年 11 月，伏特帶著他的儀器來到巴黎，在眾多科學(xué)家面前演示了自己的實(shí)驗(yàn)，終于贏回了尊嚴(yán)！

就這樣，人們對電的認(rèn)識(shí)一下子跳出了靜電的領(lǐng)域，不再是摩擦毛皮上的電、雷雨中的電，而是能控制的流動(dòng)的電！

【動(dòng)動(dòng)腦】

★安全電壓是多少伏？

A. 10VB. 36VC. 220VD. 110KV

★遇到裸露的電線接頭，用什么顏色的膠帶進(jìn)行包裹？

A. 白色膠帶 B. 透明膠帶 C. 黑色膠帶

D. 彩色膠帶