第四届中学物理论文宗琳玥
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静电现象初探
天津一中八年四班：宗琳玥指导教师：申奕
摘要：本文通过对日常生活中的静电现象的观察和对早期科学家对一些静电现象的研究成果，来阐述静电产生的原因以及研究成果对人类的帮助。
关键词：生活中的现象，研究发明
1、生活中的现象：在平时的生活中有许多的现象着实让人费解。
在寒冷的冬天，每人们准备脱去毛衣（腈纶），都会出现火花以及噼噼啪啪的响声，同时还会有一种被电击的感觉；每当拉开自家的轿车车门时同样会出现这样的现象；在梳头时如果使用塑料梳子，头发会随着梳子的滑动而漫天飞扬。
所有的这些现象都是源于一种原因，那就是—静电现象。
2、科学家的研究：实际人们对电现象的初步认识很早就有记载，早在公元前585年，古希腊哲学家塞利斯，已经发现了摩擦过的琥珀能吸引碎草等轻小物体.我国在东汉时期的王充在《论衡》一书中提到"顿牟掇芥"等问题，所谓顿牟就是琥珀，掇芥意即吸引籽菜，就是说摩擦琥珀能吸引轻小物体。
西汉末年，有关于"玳瑁吸（细小物体之意）的记载，以及"元始中（公元三年）……矛端生火"，即金属制的矛的尖端放电的记载。
晋朝（公元三世纪）还有关于摩擦起电引起放电现象的记载："今人梳头，解著衣，有随梳解结，有光者，亦有声。
在对电现象的早期研究中，最早进行系统研究的首推英国医生威廉．吉尔伯特，他在文章中说："随便用一种金属制成一个指示器……在这个指示器的另一端，移近一个轻轻摩擦过的琥珀或者是光滑的磨
擦过的宝石这指示器就会立即转动"，他通过大量的实验驳斥了许多关于电的迷信说法，并且发现不仅摩擦过的琥珀有吸引轻小物体的性质，而且其它物质象金刚石、水晶、硫磺、硬树脂、明矾等也有这种性质，他把这种性质称为电性。
1660年，马德堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机，他用硫磺制成形如地球仪的可转动物体，用干燥的手掌擦着干燥的球体使之停止可获得电，盖利克的摩擦起电机经过不断改进，在静电实验中起着非常重要的作用。
18世纪中叶，电学实验逐渐普及，在法国和荷兰有不少人公开表演认为娱乐。
1731年，英国牧师格雷从实验中发现，由摩擦产生的电在玻璃和丝绸这类物体上可以保持下来而不流动，而有的物体如金属，它们不能由摩擦而产生电，但却可以用金属丝把房里摩擦产生的电引出来绕花园一周，在末端仍具有对轻小物体的吸引作用，他第一次分清了导体和绝缘体，并认为电是一种流体。
电既是一种流体，而流体比如水是可以用容器来蓄存的，1745年，德国牧师克茉斯脱，试用一根钉子把电引到瓶子里去，当他一手握瓶，一手摸钉子时，受到了明显的电击。
1746年，荷兰莱顿城莱顿大学的教授彼得.冯.慕欣布罗克无意中发现了同样的现象，用他自己的话说："手臂和身体产生了一种无形的恐怖感觉，总之，我认为自己的命没了"，。
就这样穆欣布罗克公布了自己意外的发现：把带电的物体放进玻璃瓶里，就可以把电保存起来。
穆欣布罗克的发现，使电学史上第一个保存电荷的容器诞生了。
它是一个玻璃瓶，瓶里瓶外分别贴有锡箔，瓶里的锡箔通过金属链跟
金属棒连接，棒的上端是一个金属球，由于它是在莱顿城发明的。
所以叫做莱顿瓶，这就是最初的电容器莱顿瓶很快在欧洲引起了强烈的反响，电学家们不仅利用它们作了大量的实验，而且做了大量的示范表演，有人用它来点燃酒精和火药。
其中最壮观的是法国人诺莱特在巴黎一座大教堂前所作的表演，诺莱特邀请了路易十五的皇室成员临场观看莱顿瓶的表演，他让七百名修道士手拉手排成一行，队伍全长达900英尺（约275米）。
然后，诺莱特让排头的修道士用手握住莱顿瓶，让排尾的握瓶的引线，一瞬间，七百名修道士，因受电击几乎同时跳起来，在场的人无不为之口瞪目呆，诺莱特以令人信服的证据向人们展示了电的巨大威力。
莱顿瓶的发明使物理学第一次有办法得到很多电荷，并对其性质进行研究。
1746年，英国伦敦一名叫柯林森的物理学家，通过邮寄向美国费城的本杰明.富兰克林赠送了一只莱顿瓶，并在信中向他介绍了使用方法，这直导致了1752年富兰克林著名的费城实验。
他用风筝将"天电"引了下来，把天电收集到莱顿瓶中，从而弄明白了"天电"和"地电"原来是一回事。
十八世纪后期，贝内特发明验电器，这种仪器一直沿用到现在，它可以近似地测量一个物体上所带的电量。
另外，1785年，库仑发明扭秤，用它来测量静电力，推导出库仑定律，并将这一定律推广到磁力测量上。
科学家使用了验电器和扭秤后，使静电现象的研究工作从定性走上了定量的道路。
3、生活中的应用：随着经济的增长和科学技术的发展，复印机已越来越普及，文件、材料和图纸等放进复印机，一会儿就可复制出
若干份来，真是大大减轻了手工劳动，且又节省了时间。
复印机大多是根据静电原理设计的，这里有一个小实验可以说明静电复印的基本原理：找一张旧的唱片，放在桌子上，用一块绸布在上面迅速摩擦，这样唱片由于摩擦而带了静电。
然后用手指在唱片上“写”上几个字。
当然，这些字人眼是看不见的。
这样静电母板就做好了。
接着在一张纸上放些面粉，并用嘴轻轻地将纸上的面粉均匀吹到唱片上，由于电荷具有吸引轻小物体的性质，唱片上有电荷的地方就吸上了较多面粉，而用手指写过“字”的地方由于电荷通过人的手散失了，因此不能在吸引面粉。
这样在唱片上就将手指写上的几个字隐隐约约得显现出来。
这就是静电复印基本原理的模仿实验，你不妨可以试一试。
在实际应用的静电复印机中代替唱片的部件称为硒鼓，字也不是用手写的，而是用光照上的。
当硒鼓充电以后，经过光照处理，照光的部分电荷就会消失，文字、图像等遮光的地方，电荷不会消失。
当复印的黑粉撒到硒鼓上时，有文字、图像的地方由于相对应的硒鼓带电，可以吸引黑粉，这样就可把原稿上的字或图转印到一张白纸上。
以上所有的现象以及研究发明都说明了一个实质，那就是在静电现象确实存在，而且通过人类科学的转化能够为我们所用。
主要参考书目：赵凯华陈熙谋著《电磁学》高等教育出版社。
