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本帖最后由 alexwang 于 2020-4-27 11:06 编辑 1 t9 E) O; h, J# {# B7 ~7 V& F
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电子是如何发现的？爸爸，你是不是有很多问号？ 4 f) p9 u3 s0 Y9 P- T0 n
EDA365原创 作者：小D
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一切都开始于2600多年以前 一位被称作“米利都的泰勒斯”（Thales og Miletus）的古希腊人 被认为是第一个观察到我们今天称作“电现象”的人
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( ?% }, B7 B+ w+ b- q; j" r; @他发现当琥珀被毛皮摩擦后，可以吸附草屑 用泰勒斯的话来说，琥珀就叫做电子(electron) 自此后的很长一段时间这就是人们所了解的全部电学
2 j& M* M0 p$ y+ P在人们对琥珀的特性进行新的研究之前 自然界一直等待了2200多年 一位十七世纪的英国科学家 威廉·吉尔伯特（William Gilbert） 发现通过精心设计的实验 其他一些材质也能表现出和琥珀相同的吸附性质 & ]2 x U( J- {; d/ v0 H
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他还发现这些材质能吸附稻草以外的物质 吉尔伯特依照希腊语中的琥珀来命名 这些具有琥珀性质的物质 他把他们叫做“带电体”
! A1 H. }5 `9 u3 m, O3 G: n3 k40年以后，在英国诺维奇附近 托马斯·布朗爵士进行了类似的实验 他没有找到任何不同于威廉·吉尔伯特的发现
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" D* N8 I- F5 z& x9 r7 t在布朗爵士看来，当你用布摩擦水晶 水晶就变成了一个带电体 就像我们说弹性体 都具有弹性的性质 带电体都具有电动的性质
3 [4 h! y" ~* i% A18世纪法国的物理学家 查尔斯·杜费（Charles du Fay）是下一个有着重要新发现的人 他几乎发现了所有的物质，除了金属和液体 其他物体经过加热和摩擦都能成为带电体
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. D6 A- o2 D: Q: d- ]1 a$ p0 y8 Q另外，他发现当两个带电体彼此接近 他们有时互相吸引，有时互相排斥 基于这项额外的信息 杜费发现带电体有两个截然不同的类别 任何两个来自相同类别的物质总是互相排斥 而两个来自不同类别的物质总是互相吸引
1 @$ |6 b* M9 u/ E+ q8 \. i尽管有这些新发现 杜费对物理的诠释还是被历史所遗忘了 相反，一位富有魅力的美国年轻人创建的词汇 却被我们牢记且沿用至今 本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin）听说了在欧洲进行的研究工作 并开始了自己的有趣实验 他很快学会了如何制造在去电时产生大量火花的电子装置
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富兰克林喜欢搞恶作剧 他经常用这些装置来吓唬他的朋友们 在设计出了更高效能的装置后 他把积电和去电作用比喻成枪弹上膛和开火 没过多久，富兰克林和其他人就发现可以把武器和恶作剧联系在一起 富兰克林继续打比方 把这个组合比喻成军舰上的大炮
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军舰甲板上的大炮可以几个炮筒同时开炮 同样的，带电炮台也能够同时放电并产生巨大的火花 这项新技术引发了一个有趣的问题 “闪电云是不是就是一个硕大的带电炮台？” 5 B( |; R8 ~9 ]" E: U
富兰克林的解释如下 他假设有一种被他称作“电流体”（electrical fluid）的物质
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' F! w* R1 [% P- F5 ^当一个人去摩擦一根玻璃试管 这样的摩擦或充电引起了电流体的流动 或者说电流从人移动到了玻璃 这就导致人和试管都变成了“带电的” 通常，如果人站在地上 他们的电流体将会回归正常 这是与地球电场进行交换的结果
8 U8 }5 A( e1 ?9 q3 W就像富兰克林所说的那样 站在类似蜡块的东西上可以隔绝这样的流动 他认为当一个物体带过量电流就是正电体 而电流过少的则为负电体 当物体接触或者相互靠近，电流就可以在它们之间互相流动 直到他们达到一个平衡 两个物体间的电流差越大，电流可以跳跃的距离就越大 从而导致在空中产生火花 而物体的材质在冲电过程中决定了电流体是增加还是减少 这就是杜费的两个带电类别 “异性相吸，同性相斥”就是这个原因 & x" g ~# g5 C7 ]! ]% G. \' v
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在接下来的150年 富兰克林的理论被应用于发展更多的理论和发现 这些都沿用了他所创建的词汇 这项科学调查不仅带动了科技的进步 而且最终使科学家们能够深入研究电流体本身
; H( z! g! t2 M& M t8 X1897年， 在英国剑桥工作的约瑟夫·约翰·汤姆生（J.J.Thomson） 发现了电流体实际是由物理学家乔治·史东尼（George Stoney） 命名为电子（electrons）的微小粒子组成 $ [) \7 ?$ _% C3 M+ }8 K: F7 F
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于是我们回到了故事的开头 古希腊文的琥珀
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用泰勒斯的话来说，琥珀就叫做电子（electron） 但是这个故事还有后续
: b( l; d+ |4 O9 S V, G8 f3 H2 B这些电子被发现是按照富兰克林假设的、反方向流动 也就是说，正电体并不携带过量电流，而是缺少电子
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与其对整个理论推倒重建 出于对常规和惯例的考虑 人们决定还是保留富兰克林的词汇 这种做法在肯定了电子的发现的同时 还保留了富兰克林的电子流动理论 将其重命名为“常规电流” ! h" _" G7 e A7 ?4 {+ f m
1 y+ ~2 E* c& g, t( |$ z/ K" i* Z电子变成了电流三文鱼 沿着常规电流这条深邃不羁的河流逆流而上 许多不了解这些概念的由来的人 难免会感到困惑 ...
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4 f( U1 w3 W8 x/ B8 o 注：本文为EDA365电子论坛原创文章，未经允许，不得转载。
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发表于 2020-3-27 17:53
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