展示目的及科学原理
通过贴近生活的静电现象,展示泰勒斯发现电的过程及其探索精神,引发观众利用已有的知识,思考摩擦起电、带电物体吸引轻小物体的原理,探索现象背后的奥秘。
操作方式
1.泰勒斯发现静电现象:
公元前600年左右,古希腊正处于文化昌盛时期,贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服,戴琥珀做的首饰。琥珀是一种树脂化石,把它磨光就呈现出黄色或红色的鲜艳光泽,是当时较为贵重的装饰品。人们外出时,总把琥珀首饰擦拭得干干净净。但是,不管擦得多干净,它很快就会吸上一层灰尘。虽然许多人都注意到这个现象,但一时都无法解释它。
古希腊科学家泰勒斯经过仔细地观察和思索,他注意到挂在颈项上的琥珀首饰在人走动时不断晃动,频繁地抹擦身上的丝绸衣服,从而得到启发。经过多次实验,泰勒斯发现用丝绸摩擦过的琥珀确实具有吸附灰尘、绒毛等轻小物体的能力。这是人类历史上第一次记载的摩擦起电现象。后来,人们将这种神奇的力量称为“琥珀电”。电(electric)一词也是由“琥珀”的拉丁语词根(electr-)衍生而来。
2.“电”名称的由来:
古希腊泰勒斯发现琥珀引起静电现象,在希腊语中琥珀为“elektor”。1600年吉尔伯特在专著《论磁》中杜撰了一个拉丁语单词“electricus”,字面意思“像琥珀一样的”,用来形容某些物体经过摩擦后能够产生吸引力。40年后,这个拉丁语单词被另一位英国物理学家,托马斯·布朗引入至英语,变成了英语单词“electric”,含义不变。后来科学实验表明,一些普通的物体在承载电荷后,也像琥珀一样能够吸附其他小东西,也就是说,它们变成了“electric”。因此,单词“electric”的含义就引申为“带电的、通电的”。
3.摩擦起电的原理:
任何两个物体摩擦都可以起电。18世纪中期,美国科学家本杰明·富兰克林经过分析和研究,认为有两种性质不同的电,叫作正电和负电。物体因摩擦而带的电,不是正电就是负电。
自然界中只存在两种电荷。物理学中规定,丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷。摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果,使两个物体带上了等量的电荷。得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电。因此原来不带电的两个物体摩擦起电时,它们所带的电量在数值上必然相等。摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象。
自然界中只存在两种电荷。物理学中规定,丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷。摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果,使两个物体带上了等量的电荷。得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电。因此原来不带电的两个物体摩擦起电时,它们所带的电量在数值上必然相等。摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象。
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