静电学是电学中最古老的学科,人类对静电的认识大体上经历了:观察记载、定性研究、定量研究、现代静电技术的建立与应用,这么一个漫长的发展历程。
一、古代对静电现象的认识与记载:
“电”一词在西方文化中,是从希腊人“琥珀”转意而来;在中国则是从雷闪现象中引出的。
大约在公元前16世纪的殷商时代的甲骨文中就出现了“雷”的文字。
约公元前11世纪的西周时代的青铜器的铭文中已出现了“电”字。
公元前20年左右,西汉末期的《春秋纬•考异邮》中记载“碡(玳)瑁吸楮”,(玳瑁吸引细小物体)的现象。
东汉时期王充在《论衡》中进一步记载了这种现象:“顿牟(即玳瑁)撮芥,磁石引针”的现象
西晋张华在《博物志》中记载了摩擦起电引起放电的现象“今人梳头、解著衣时,有随梳、解结有光者,也有咤声”。(指梳头或脱衣时因摩擦起电而发出闪光和噼啪之声)。
公元前585年,希腊哲学家泰勒斯记载了摩擦后的琥珀吸引羽毛等轻小物体的现象。
这一阶段,人们关于电的知识,都是由生活经验得出,比较零散,而将这些现象看作与磁石吸铁一样,属于物质具有的性质,在此后的2000多年中,没有重大发现,仅是记载了一些静电现象。
二、静电的定性研究阶段
1吉尔伯特最先系统地研究电磁现象。
吉尔伯特(1544~1603),英国著名的医生、物理学家。1600年吉尔伯特出版《论磁》,第一次明确的区分了电的吸引和磁的吸引,他认为:
①.磁性是天然的,而电性需经摩擦产生;
②.磁力作用只在少数物体间发生,而电力作用则是普遍的;
③.磁力有两种——引力和斥力,而电力仅有引力(当时不知道电有斥力);
④.磁体之间作用不受中间物体影响,而带电体则不然。
他还发现:除琥珀外,金刚石、蓝宝石、水晶、玻璃、硫磺、硬树脂、云母、岩盐等经摩擦后都有吸引轻小物体的性质,他认识到这是物质普遍具有的现象,因此根据希腊文 “琥珀”(ηλεκτρόνιο)引入“电”(Electric)一词,并把像琥珀这样经过摩擦后能吸引轻小物体的物质称作“带电体”。
吉尔伯特还发明了世界上第一个可供试验用的验电器。
2.格里克发明摩擦起电机。
奥托·格里克(1602~1686)是德国物理学家、政治家、工程师、马德堡市市长。
1660年发明了世界第一台可产生大量电荷的摩擦起电机。为进一步研究电创造了条件,并用此起电机试验观察到了放电时的电火花。
他还发现:带同种电的物质相斥;电荷能够传导到亚麻线的末端;带电体可使附近的物体带电。因此,他是电传导和电感应现象发现方面的先驱。
3.格雷发现电的传导现象。
斯蒂芬·格雷(1666—1736),英国发明家。生于英国的一个手工艺家庭,精于工艺。晚年对电学很感兴趣,连续进行了三年研究,于1729年发现电的传导的现象。他最早明确描述了电传导现象,并通过实验区分了导电和非导电物。
他把电容易传导的物体叫“导电体”(如金属);电难以通过的物体叫“非电导体”(如丝线)。
他还做过一个实验,把一个小孩用几根粗丝绳水平吊起,用摩擦过的带电玻璃管接触小孩的胳膊,小孩的手和身体便能吸引到羽毛和铜屑,证明了人体也是导电体。