打开主菜单

電的流體理論假定,電磁學裡的各種現象可以用電流體來表述。在十八世紀,雙流體理論與單流體理論是兩種著名的流體理論。

雙流體理論编辑

查爾斯·篤費英语Charles Du Fay做實驗於1733年發現,假若被絲綢摩擦後的玻璃對於帶電的金葉片呈現出排斥的現象,則被羊毛摩擦後的琥珀會對這帶電的金葉片呈現出吸引的現象。他從這結果與很多類似的實驗結果推斷,大自然有兩種不同的「電」。進一步實驗揭露,帶電玻璃會排斥帶電玻璃,任何從帶電玻璃獲得電的物體也會排斥帶電玻璃,帶電琥珀會吸引帶電玻璃,任何從帶電琥珀獲得電的物體也會吸引帶電玻璃。篤費稱由絲綢摩擦玻璃生成的電為玻璃電英语vitreous electricity,而由由羊毛摩擦琥珀生成的電為樹脂電英语resinous electricity[1]:484-5通過摩擦的動作可以將這兩種電分離, 通過合併的動作可以相互中和對方。這「雙流體理論」對於電現象首次給出解釋[2]:20。稍後,美國科學家埃柏奈澤·肯納斯理英语Ebenezer Kinnersley也獨立獲得相同的結論[3]:118

單流體理論编辑

 
本杰明·富兰克林

1747年,美國學者本杰明·富兰克林做電實驗發現,當摩擦玻璃時,玻璃會獲得一些電,而摩擦者則會失去一些電,在摩擦的過程中,並不會生成任何電,只會從摩擦者轉移一些電到玻璃,整個孤立系統的總電量不會改變。為了解釋類似這般的電現象,他想出一種「單流體理論」,其表明,電現象是源自於一種既看不見又無重量的流體所產生的作用,這種電流體瀰漫於物體裡,假若某物體因為擁有其自然數量的電流體而沒有顯示出電現象,則稱此物體為「電中性」。假若某物體擁有多過自然數量的電流體,則稱此物體「帶正電」,少於自然數量的電流體,則稱此物體「帶負電」。假設兩個分別帶正電與帶負電的物體相互接觸到對方,則帶正電物體的電流體就會流往帶負電物體。電流體的這種重新分布規定了流動方向,其與後來觀測到的電子流動方向正好相反。在富蘭克林的「單流體理論」裡的電流體就是在篤費的雙流體理論裡的玻璃電,而琥珀電則是玻璃電的欠缺。富蘭克林認為,電流體是由極奇奧妙的粒子所組成,這些粒子彼此之間相互排斥,但會被其它物質強烈吸引,因此,物質能像海綿一般地吸引與儲存電流體。當「雙流體理論」裡的玻璃電與琥珀電這兩種準物質相遇時,怎樣相互湮滅對方是一個棘手問題,富蘭克林的「單流體理論」不需要處理這問題,也能夠說明為什麼兩個帶正電物體會相互排斥,但不能對於為什麼兩個帶負電物體會相互排斥給出解釋。同時期,英國學者威廉·沃森也獨立給出類似的單流體理論[4]:43-47[5]:1112

參考文獻编辑

  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