第三节 从定性到定量-----库仑定律的发现
一、类比法的成功
1.普利斯特利(1733-1804):德国人,氧气的发现者。化学家。
2.富兰克林的空罐实验
用丝线将一小块软木悬挂在带电金属罐外的附近,软木受到吸引。但把它悬挂在罐内时,不论在罐内何处,它都不受电力。
当富兰克林写信将这一现象告之普利斯特利后,普氏想到:1687年牛顿曾证明:万有引力若服从平方反比定律,则均匀的物质球壳对壳内物体应无作用。
普利斯特利将空罐实验与牛顿推理类比,联想到电力也表现了这种特性,所以也应遵从平方反比定律。
二、库仑的引力实验
1.库仑(1736-1806): 法国人,当过法国部队的技术军官,后被选为法国科学院院士。
2.库仑的扭秤实验
金属丝的扭力正比于扭转角,将扭丝悬挂起来,可以测万分之一格令的小力,1785年库仑据此制成电秤,以测定电力。
3.库仑定律
万有引力定律
4.库仑定律的建立使电磁学进入了定量的研究,使电磁学真正成为一门科学,数学的引入,使这门科学更锦上添花。
※类比方法的成功
如果不是与万有引力进行类比,单靠实验具体数据的积累,严格的库仑定律的形式将很难得到。
由此我们可以看到类比在科学研究中的作用。
三、卡文迪许(1731-1810):
英国人,万有引力的验证人。他比欧姆更早发现欧姆定律,比库仑用扭秤测电力早11年,是“弦丝挂,火漆封”派的带头人。
卡文迪许也设计了库仑定律的实验,但却未发表。
麦克斯韦在卡文迪许实验室 麦克斯韦设计的阶梯教室
中使用过的仪器