在我们生活和工作的大千世界里,层出不穷的物理现象和形形色色的物理问题,不时地呈现在我们面前,让我们去琢磨,去探索,去揭示,去解决。这套丛书共讲述了六百多个物理故事,并且有二百多幅插图。形式新颖活泼,构思精巧,故事跌宕起伏;行文深入浅出,语言自然流畅,插图清晰精美,是青少年学习和了解最新科学知识和高技术的良师益友,是中小学图书馆、班级图书角最佳选配图书。
《电磁学故事:遇难者的救星》内容翔实,知识准确精到。我们没有作深奥而抽象的理论阐述,也没有用不着边际的奇思幻想来取悦读者,而是从当前的科学技术已经取得的成就出发,推论出若干年后可能出现的各种造福于人类的美好事物和灿烂前景,着力在青少年朋友面前展现一个令人神往、富饶博大的物理知识王国;热情引导青少年朋友步入色彩斑斓、芳香四溢的物理科学百花园,使之目不暇给,流连忘返。
《电磁学故事:遇难者的救星》从各个方面精选了古今中外物理故事几十篇,对提出的每一种现象,每一个问题,都做了简要的科学的解释。作者期望通过这些引人入胜的故事,不仅向读者介绍一些新知识、新技术,而且还要帮助读者认识身边所发生的一些现象,对已学过的物理知识做进一步的理解,乃至灵活运用这些知识去揭示一些奥秘,解决生活和工作中碰到的一些实际问题。作者努力使书里讲述的故事耐人寻味,以培养读者对物理学这门学科的浓厚兴趣,只有这样,才能够更自觉地去深入领会物理学所涉猎的各种知识。本书为读者讲述电磁学的故事。
琥珀是一种由碳、氢、氯化合而成的有机物,呈蜡黄色或红褐色,常发现于煤层之中。它光泽透明,像岩石一样坚硬,早在公元前五六百年,就被贵族阶层当作名贵的装饰品。
谁都没有想到,琥珀竟然和电的发现有关。相传古希腊有一个聪明人叫泰勒斯,是一位哲学家和科学家。歹一天,泰勒斯为了使一块琥珀更加明亮,用衣袖对它进行摩擦,结果发现,摩擦后的琥珀竟然可以吸引小块的布片和干枯的树叶。经过多次试验,他断定这种吸引力是琥珀“特有”的性质。大约到公元1600年,英国威·吉尔伯爵士进一步提出,除琥珀外,玻璃、硫磺、云母、钻石等都有这种神奇的性质,这种性质,被科学家叫做“电”。
然而,为什么会产生这种“电”的性质呢?有人说电是一种蒸气,由被摩擦的物体蒸发出来,在凝固时拉着轻微的东西一起走;有的说电是射线,由被摩擦的物体射出来,这些射线能够穿透纸和树叶的毛孔,并相互交叉,当射线“收缩”时,就把纸片或树叶拉回来了;还有的认为电是一种液体,电在电线中流动,就好像水在水管中流动一样,只是不具备水那样“向低处流”的特点。然而,到底什么东西在使电流动呢?还是无以解答。许多人觉得电似乎是由某种微粒构成,但又无法进行分离电粒子的尝试。
过了100多年,意大利的医生鲁兹·伽伐尼,发表了他解剖青蛙腿时所做的试验:他发现用两块不同的金属片(如铜与铁)去触及青蛙腿时,青蛙的肌肉会发生痉挛现象。这个发现引起了物理学家们的兴趣。伽伐尼从作为医生的角度分析,认为这种动作是肌肉本身内部作用的结果。那么用相同的金属片或非金属片去触及青蛙肌肉时,会不会出现同样的现象呢?几年之后,意大利人亚力山德‘伏特证明了这种肌肉动作是两片金属放在一起产生微弱的电流所致。他制作了一个能够产生电流的设备,用这个设备来证明他的论点。这个设备叫做“伏特电池”。
1820年,法国物理学家安培进一步研究了电流的特性,他认为电流就是电荷沿着导线的运动。后人为纪念他在科学上的贡献,就把表示电流强弱的单位定为安培。
安培的研究工作说起来简单,实际上他是经过废寝忘食工作才得到这项成果的。有个故事说,有一次他在巴黎大街上错把一辆停着的马车当成了黑板,在上面写起物理公式来。后来马车走动了,他也跟着走;马不停蹄,他也紧跟着跑,专心致志地进行他的推算。还有一次,拿破仑视察巴黎科学院,安培竟然不认识这位皇帝,使拿破仑也笑了。拿破仑邀请他第二天到皇宫赴宴,但是第二天安培却把皇帝的邀请忘个精光。
正当安培研究电流的特性的时候。德国物理学家欧姆,也开始研究电流、电阻和电压之间的关系。欧姆是科伦市一个学校的教师,他用许多“伏特电池”串联起来,产生不同的电压,并用了首先由安培制成的电流表来测量电流的强弱。他用不同金属材料制成不同长度和不同截面的导线做实验,发现一个重要规律:电流强度与导线截面成正比;与导线长度成反比,即导线越长,电流越弱,这是因为电阻增大了;电流的强弱与导线的材料也有一定关系,即不同的导线,电阻大小也不一样。
欧姆还发现,对同一种导线来说,两端电压越高,电流强度越大。这一规律就是列入科学史册的、为电学奠定了基础的欧姆定律。著名的欧姆定律为电学理论研究和应用技术的发展,开辟了广阔的前景。
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