发明起电机

假如你找来一根玻璃棒，用一种丝绸布把它摩擦一会儿，它就能把桌上的羽毛片或小纸屑吸起来，这是一种什么现象呢？现在大概连小学生也能回答，这是“摩擦起电”。

其实，人们很早就知道了摩擦起电。大约在 2500 年以前，古希腊有七位“圣人”，其中之一便是著名哲学家泰勒斯，他是一个非常聪明的人。有一天，泰勒斯在家休息时，看到了桌上的一块美丽的琥珀，这是一种透明的淡

黄色的石块，是古代的一种珍贵的装饰品。他就把它拿起来，并用自己的长袍反复摩擦，让它更加光彩夺目，然后再把它放回桌上。突然，泰勒斯发现桌上的一片小羽毛向琥珀移过去，最后粘到了琥珀上，他拿开羽毛，一松手，羽毛还是被琥珀吸过去了。泰勒斯惊喜万分，立即把家里人喊来，重复做了几遍，都发生了和上面相同的现象。后来泰勒斯又进行了其他一些有趣的实验，把羊毛和其他一些轻细的物体放在摩擦后的琥珀附近，发现这些物体同样都能被琥珀所吸引。

为什么经过摩擦之后的琥珀会吸引轻小的物体呢？泰勒斯当时还无法解释，但是他认识到这是一个很重要的现象，就把它详细地记录了下来。

我国古代对摩擦生电方面的发现和记载也是很多的。东汉初期（公元 1世纪时）的科学家王充就在他的著作《论衡》一书中写道：“顿牟掇芥”， “顿牟”就是玳瑁，是一种跟龟很相像似的海洋动物的甲壳，“掇芥”就是吸引芥籽的意思，总的意思就是经过摩擦的玳瑁能够吸引一些轻小的芥籽。世界上第一个认真研究这一现象的人是 16 世纪末的英国医生威廉·吉尔

伯特。他是英国女王伊丽莎白一世的御医，除了具有高超的医道之外，他还以研究磁力现象而著称于科学史。他对泰勒斯的故事十分感兴趣，动手做了大量的实验，还特地在女王面前作了琥珀吸引羽毛的表演，吉尔伯特把这一现象称为“电”。“电”这个字的英文读音“Electricity”就是希腊文“琥珀”一词的译音，吉尔伯特第一个提出了“电”这个概念。

从泰勒斯发现摩擦琥珀可以起电后的 2300 多年的时间里，摩擦起电几乎成了人们获得电的唯一方法。随着时间的推移，欧洲人对自然界的兴趣越来越浓，他们不断地提出问题，例如琥珀经过摩擦可以吸引轻微的东西，那么摩擦得猛烈一点，吸引力会不会增加呢？琥珀会不会带上更多的电呢？摩擦起电促使欧洲科学家继续研究、继续探索。

世界上第一个发明摩擦起电机的人是德国（当时称普鲁士）萨克森的马德堡市市长格里克。虽然他是市长，公务繁忙，但是对自然科学研究还是投入了大量的时间和精力。他经常钻到那个现在称为实验室的房间里进行小实验，由于他长期地钻研，硕果累累，著名的“马德堡半球”实验就是其中之一。马德堡市民为了表达对他的敬佩，选举他担任市长达 35 年之久。

1660 年的某一天傍晚，格里克又在他那个房间里做摩擦起电的实验。当他用手指拈住一块则刚摩擦过的琥珀时，好像听到了一点很微小的噼啪声。他觉得很奇怪，又连续做了几次，这时天已全黑了，当他再用手拈住它时，则又看到每一次噼啪声都伴有很微弱的闪光。他认为这声响和闪光可能是一部分电被释放出来了。但是由于这声音太轻，闪光也太弱，无法证实，如果要将这一实验继续进行下去，必须要有一块很大的琥珀，让它充上更多的电，然而大块的琥珀价格非常昂贵，格里克不得不转向考虑用什么物质来代替琥珀呢？他作了许多实验，最后试验成功，用硫磺代替琥珀做成了摩擦起电机。

格里克拿来一个有足球那样大的球状玻璃烧瓶，里面装满了黄色的硫磺碎块，用火加热到硫磺全部熔化，同时不断地向瓶里加进硫磺，直到烧瓶里充满硫磺溶液为止。然后向烧瓶正中插入一根圆木柄，待硫磺冷却以后，就把外面的玻璃烧瓶敲掉，这时就得到了一个比脑袋还要大的带有一个木柄的黄色硫磺球。格里克把硫磺球放在一个木制的托架上，使它可以自由转动，他用一只手握住木柄，使硫磺球绕轴旋转，另一只手按在球体上，随着球的不停转动，硫磺球表面就会因摩擦而生电，充满大量的电荷，这就是第一个

经过摩擦而得到最多量电荷的器件。在电学历史上，格里克是第一个通过实验而观察到物体放电时发生的噼啪声和闪烁的电火花。由于电量大，火花也亮，即使在白天也清晰可见，他高兴极了，逢人就说，他要与人们共享这一喜悦。这就是世界上第一个摩擦起电机。

17 世纪的欧洲科学家纷纷致力于制造起电机，他们想要进行的任何电学实验，都必须使劲地摩擦物体，然后才能进行各种各样的实验。当然依今天的眼光，这些实验真是太可笑了。如当时有一个人做了一个大轮子，在轮子上他装了许多像风车似的叶片，在叶片端头嵌上琥珀，他把自己家中的猫绑在轮子下面，随着轮子的旋转，一块块琥珀不断地摩擦猫背，于是猫背的毛皮就不断地因摩擦而闪烁着电火花。那时的人们就是用这种原始而又近乎荒唐的方法来获取少得可怜的电。

1709 年，英国一个名叫霍克斯比的科学家根据格里克起电机的原理，制成了当时非常吸引人的玻璃球起电机。他用一个带柄的中间是空的玻璃球代替格里克用的实心硫磺球，当人的手按在旋转的玻璃球上时，球内部的空间区域就不停地闪烁着不明亮的电火花。电光透过透明的玻璃球壁，霍克斯比居然可利用它在暗室里读书、写字。这是人类历史上电气照明的前奏，霍克斯比的起电机还真可以说是世界上第一盏“电灯”呢？

到了 1742 年，苏格兰科学家戈登又改进了摩擦起电机，他用圆柱代替玻

璃球，并提高转速，达到每分钟 680 圈，因此能产生强烈的火花，甚至可以杀死小鸟。1745 年，戈登的同胞温克勒又把玻璃管安装在用脚踏板踩动的轴上，这样可用脚踏代替手摇，并用安装在弹簧上的皮革垫子代替干手掌摩擦玻璃柱。他用改进后的起电机在很多人的集会上表演，用产生的火花来点燃酒精灯，并且从人的手指上产生火花。

1882 年，英国维姆胡斯创造了圆盘式静电感应起电机，其中两同轴玻璃圆板可反向高速转动，摩擦起电的效率很高，并能产生高电压。这种起电机一直沿用至今，在各中学的物理课堂上作电学演示实验时，就经常用到它。摩擦起电机的出现，这种由人工产生的新奇电现象，引起了社会广泛的

关注，不仅一些王公贵族观看和欣赏电的表演，连一般老百姓也受到吸引。整个社会都对电现象感兴趣，普遍渴望获得电的知识。电学讲座成为广泛的要求，演示电的实验吸引了大量的观众，甚至大学上课时的电学演示实验，公众都挤过去看，以至达到把大学生都挤出座位的地步。摩擦起电机的出现，也为实验研究提供了电源，对电学的发展起了重要的作用。

经过英国、德国几代科学家改进摩擦起电机，其效力和威力都有了很大提高，能够产生强大的火花。特别是能从人身上生出火花来，引起世人的惊奇，使促人们对电的本质、物质结构以及雷电现象等进行探索，从而促进了电学的发展。