1、提綱 電學(xué)的早期研究 來自引力的啟示 卡文迪什和米切爾的工作 庫侖的扭秤實驗 對比方法 庫侖定律的進(jìn)一步驗證,電學(xué)從定性到定量的過程,早期研究（點(diǎn)擊可看詳情） 公元前5世紀(jì) 古希臘人 Electron (琥珀） 1660 蓋里克 起電機(jī) 1705 豪克斯比 起電機(jī) 1720 格雷 電的傳導(dǎo) 1733 杜芳 兩種不同的電 1745 克雷斯第 姆士布雷克 萊頓瓶的發(fā)明 1747 富蘭克林 電的守恒 1754 康頓 靜電感應(yīng) 1750 米切爾 提出磁極之間的作用力 服從平方反比定律 1785 庫侖 平方反比的電力定律 庫侖定律的發(fā)現(xiàn)是轉(zhuǎn)折點(diǎn) 從此電學(xué)從定性走向定量 這是電學(xué)的第一個基本定律,來自引力

2、的啟示 1755 Flanklin 根據(jù)罐頭實驗提出疑問 1759 Aepinus 想象電力隨距離減弱 1760 D.Bernoulli 提出平方反比思想 1767 Priestley 運(yùn)用牛頓的推理 1769 Robison 用平衡秤做實驗 1750 Mitchell 提出磁極之間的作用力服從平方反比定律 1773 Cavendish 用同心球做實驗 1785 Coulomb 用扭秤做實驗 1873 Maxwell 改進(jìn)Cavendish的實驗 1936 Plimpton 等人 運(yùn)用電子放大器 1971 Williams等人 運(yùn)用光導(dǎo)纖維和鎖定技術(shù),詳情請看專題“庫侖定律的發(fā)現(xiàn)與驗證”,富蘭

3、克林的空罐實驗（也叫冰桶實驗）對電力規(guī)律有重要啟示。1755年，他在給蘭寧(John Lining)的信中，提到過這樣的實驗： “我把一只品脫銀罐放在電支架（按：即絕緣支架）上，使它帶電，用絲線吊著一個直徑約為1英寸的木橢球，放進(jìn)銀罐中，直到觸及罐的底部，但是，當(dāng)取出時，卻沒有發(fā)現(xiàn)接觸使它帶電，象從外部接觸的那樣?！?Priestley 運(yùn)用牛頓的推理,推斷電力服從平方反比規(guī)律。 左圖為牛頓自然哲學(xué)數(shù)學(xué)原理中的一頁。,牛頓對自然力的分類 長程力 引力 電力 磁力 短程力 光與物質(zhì)相互作用力 聚合力 發(fā)酵（化學(xué)作用力） 米切爾 1750年提出磁力的平方反比定律。 卡文迪什 1773年證明電力的平

4、方反比定律； 1798年用扭秤測量地球密度。,H.卡文迪什,H.卡文迪什的論文,詳情請看專題 “庫侖定律的發(fā)現(xiàn)與驗證”,如果電力不遵守平方反比，情況會怎樣？,幾點(diǎn)啟示： 類比方法很有用，靜電學(xué)的發(fā)展得益于牛頓力學(xué)的基本框架 實驗技術(shù)和實驗精度日新月異，實驗思想往往一脈相承 經(jīng)典實驗有現(xiàn)實意義,類比的方法 現(xiàn)象之間類比 聲光對比、機(jī)械振動與電磁振蕩的相似性 借形 抽象 具體 模型、 數(shù)學(xué)形式有共性 力學(xué)中的平移和轉(zhuǎn)動 拉普拉斯方程普遍適用于有位場 作用 明確方向 借鑒、移殖 抓住共性,0,靜電學(xué)的發(fā)展明顯地得益于牛頓力學(xué)的啟示：,“這些關(guān)于數(shù)學(xué)和電學(xué)實驗的手稿近20捆，”其中“物體上電荷（分布）的實驗，卡文迪什早就寫好了詳細(xì)的敘述，并且費(fèi)了很大氣力書寫得十分工整（就象要拿出去發(fā)表的樣子），而且所有這些工作在1774年以前就已完成，但卡文迪什（并不急于發(fā)表）仍是兢兢業(yè)業(yè)地繼續(xù)做電學(xué)實驗，直到1810年去世時，手稿仍在他自己身邊?！?“卡文迪什對研究的關(guān)心遠(yuǎn)甚于對發(fā)表著作的關(guān)心。他寧愿挑起最繁重的研究工作，克服那些除他自己沒有別人會重視甚至也沒有別人知道的那些困難。我們毋庸懷疑，他所期望的結(jié)果一旦獲得成功，他會得到多么大的滿足，但他并不因此而急于把自己的發(fā)現(xiàn)告訴別人