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电的流体理论

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电的流体理论假定,电磁学里的各种现象可以用电流体来表述。在十八世纪,双流体理论与单流体理论是两种著名的流体理论。

双流体理论

查尔斯·笃费(英语:Charles Du Fay)
查尔斯·笃费英语Charles Du Fay

查尔斯·笃费英语Charles Du Fay做实验于1733年发现,假若被丝绸摩擦后的玻璃对于带电的金叶片呈现出排斥的现象,则被羊毛摩擦后的琥珀会对这带电的金叶片呈现出吸引的现象。他从这结果与很多类似的实验结果推断,大自然有两种不同的“电”。进一步实验揭露,带电玻璃会排斥带电玻璃,任何从带电玻璃获得电的物体也会排斥带电玻璃,带电琥珀会吸引带电玻璃,任何从带电琥珀获得电的物体也会吸引带电玻璃。笃费称由丝绸摩擦玻璃生成的电为玻璃电英语vitreous electricity,而由由羊毛摩擦琥珀生成的电为树脂电英语resinous electricity[1]:484-5通过摩擦的动作可以将这两种电分离, 通过合并的动作可以相互中和对方。这“双流体理论”对于电现象首次给出解释[2]:20。稍后,美国科学家埃柏奈泽·肯纳斯理英语Ebenezer Kinnersley也独立获得相同的结论[3]:118

单流体理论

本杰明·富兰克林
本杰明·富兰克林

1747年,美国学者本杰明·富兰克林做电实验发现,当摩擦玻璃时,玻璃会获得一些电,而摩擦者则会失去一些电,在摩擦的过程中,并不会生成任何电,只会从摩擦者转移一些电到玻璃,整个孤立系统的总电量不会改变。为了解释类似这般的电现象,他想出一种“单流体理论”,其表明,电现象是源自于一种既看不见又无重量的流体所产生的作用,这种电流体弥漫于物体里,假若某物体因为拥有其自然数量的电流体而没有显示出电现象,则称此物体为“电中性”。假若某物体拥有多过自然数量的电流体,则称此物体“带正电”,少于自然数量的电流体,则称此物体“带负电”。假设两个分别带正电与带负电的物体相互接触到对方,则带正电物体的电流体就会流往带负电物体。电流体的这种重新分布规定了流动方向,其与后来观测到的电子流动方向正好相反。在富兰克林的“单流体理论”里的电流体就是在笃费的双流体理论里的玻璃电,而琥珀电则是玻璃电的欠缺。富兰克林认为,电流体是由极奇奥妙的粒子所组成,这些粒子彼此之间相互排斥,但会被其它物质强烈吸引,因此,物质能像海绵一般地吸引与储存电流体。当“双流体理论”里的玻璃电与琥珀电这两种准物质相遇时,怎样相互湮灭对方是一个棘手问题,富兰克林的“单流体理论”不需要处理这问题,也能够说明为什么两个带正电物体会相互排斥,但不能对于为什么两个带负电物体会相互排斥给出解释。同时期,英国学者威廉·沃森也独立给出类似的单流体理论[4]:43-47[5]:1112

参考文献

  1. ^ Benjamin, Park, A history of electricity (The intellectual rise in electricity) from antiquity to the days of Benjamin Franklin, New York: J. Wiley, 1898, ISBN 978-1313106054 
  2. ^ Keithley, J.F. The Story of Electrical and Magnetic Measurements: From 500 B.C. to the 1940s. IEEE Press. 1999. ISBN 0-7803-1193-0. 
  3. ^ Florian Cajori. A History of Physics in Its Elementary Branches: Including the Evolution of Physical Laboratories. Macmillan. 1917. 
  4. ^ Whittaker, E. T., A history of the theories of aether and electricity. Vol 1, Nelson, London, 1951 
  5. ^ Ford, Guy (编), Compton’s Pictured Encyclopedia, Vol 3, F. E. Compton, 1922 
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