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                    《無線電》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    1955年創刊,是國內電子科普領域創刊最早、發行量最大的知名雜志,累計發行量超過3億冊,倡導科普、興趣、實作、分享的辦刊理念。

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                    《電的故事》——認識電——《無線電》2013.01

                    2013-03-07 13:34:14

                    如果讓你說出幾個帶“電”的詞語,你可能會想到閃電、電池、電視、電腦、電話、電冰箱……在這些你看過、聽過、用過的詞匯里,“電”仿佛離我們很近。我們熟悉它,就像熟悉從小一起玩到大的伙伴?!半姟睆氐椎厝谌肓松?,停電的日子就如魚兒離開了水,花兒離開了土地。人們每時每刻都離不開“電”,甚至有一些自稱“電子愛好者”的人深深地愛上了它。既然這樣,試問身為電子愛好者的你,“電”是什么?自由的百科全書——維基百科——這樣解釋:“電是一種自然現象,是一種能量。電是像電子和質子這樣的亞原子粒子之間的產生排斥力和吸引力的一種屬性?!边@聽上去既高深又復雜,和我們想象中的“電”相差很遠??茖W的定義都是那么嚴肅、認真,從不考慮人們的觀感。但科學能更真實地說明事物的本質,更接近真理。所以我就從科學與感觀、理論與經驗兩個方面聊一聊“電”是什么。

                     

                     

                    電的體驗

                        在什么情況下,你會說:“哦,這是電”。電是一種能量,一種力。確切地說,咱們無法見到電的樣子,但可以見到電所造成的現象。就好像誰都沒有見過引力,可是人人都被它束縛在地球上一樣。電無處不在,電的現象也司空見慣。在我們的生活中,幾乎每個人都曾看過、聽過和摸過電的現象。5種感受器官都和電的現象有過親密接觸,甚至我們的身體里也流淌著電?,F在就請跟我一起回憶被“電”的感受吧。

                     

                    1.雷電

                        當提到“電”這個字,我在腦海中最先想到的是閃電,這是我見到的最直觀的“電”,閃電過后的雷聲又讓我聽到了“電”。要知道雷電是很古老的現象了,在地球誕生之初,幾百萬年的時間里每天都是電閃雷鳴的。正是有了如此長時間的雷電,才改變了大氣環境,使生命得以孕育。雷電是由云層和云層、云層和地面之間的放電所形成的??此茻o害的云是怎么產生電的呢?我的奶奶說,這是因為天上有雷公和電母,當他們吵架的時候就會電閃雷鳴。我知道奶奶講的故事并不科學,可是卻比科學的解釋生動有趣??茖W的解釋是當云層中積累了大量的水滴和冰晶,在風的作用下相互摩擦。摩擦會在云中產生靜電,靜電越積越多,當積累到一定量的時候,就會擊穿空氣對地或對其他云層放電。放電瞬間的能量巨大,以光和熱的形式釋放。光的部分就是我們看到的閃電。熱的部分會加熱周圍的空氣,使空氣迅速膨脹振動,產生雷聲。雷電是最常見的電的現象,從其原理可知,物質的摩擦可以產生靜電。

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                    瘋狂的閃電

                    2.人造雷電

                        是一項重大發現,但早期的人類還不知道雷電的原理。但他們注意到兩種物體摩擦之后會吸附一些小紙片??磥砟棠陶f的是對的,雷公和電母之間因生活摩擦而吵架才產生了雷電。后來人們又發現,把絲綢摩擦過的玻璃棒和毛皮摩擦過的橡膠棒靠在一起時,它們會相互吸引。18世紀的美國科學家本杰明·富蘭克林給出了這一現象的結論,富蘭克林認為,這兩種摩擦所產生的電是不同的,他把絲綢摩擦過的玻璃棒所產生的電叫“正電”,把毛皮摩擦過的橡膠棒產生的電叫“負電”。正電和負電之間的關系和男女關系一樣,是同性相斥,異性相吸(當然,也有例外)。1882年,英國科學家維姆胡斯發明了圓盤式靜電感應起電機。他把兩個玻璃圓板安裝在同一軸心上,玻璃圓板上貼有一圈金屬箔片,圓板的兩側各有一組金屬探針。當轉動手柄時,兩片圓板反向高速旋轉,在兩組探針上分別蓄積正電和負電。當電壓(可以理解為電蓄積時產生的壓力)達到一定程度時,就會在與探針連接的兩個放電球之間產生和自然閃電一樣的小閃電,同時伴有“啪啪”的小雷聲。

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                    圓盤式靜電感應起電機

                        起電機一經發明,便迅速在歐洲各地流行起來。電成了可以制造的、供人們觀賞的天然藝術品。王宮貴族們把玩起電機,科學家們則繼續研究電的性質。后來出現的馬克思發生器則是用電容層疊的充電而產生的閃電,它能產生更高的電壓,可以制造出更巨大的人造雷電,甚至產生幾十米長的閃電弧光,堪比真正的閃電。起電機雖然可以發電,但它產生的是靜電,是一種不能穩定傳送和使用的電。當真正的發電機出現時,靜電感應起機器就退出了歷史舞臺,現在也只能在中學物理課的實驗教具中找到它了。今天的日常生活中能看到人造雷電的機會已經不多了,一般只出現在點火的裝置上。比如家用天然氣灶的點火器,還有幾元錢的電子式打火機。人造雷電雖然應用不多,但它給出了人造電能的可能性,也讓人類更多的了解了電。這種突破可謂是第二次鉆木取火。

                     

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                    馬克思發生器

                    3.靜電

                        靜電不只出現在人造雷電上面,日常生活中處處都有靜電。冬季天氣干燥,每個人都有被靜電電到的體驗。天氣干燥,空氣中的水分較少,行走時衣服之間相互摩擦產生靜電。當身體靠近接地的金屬物體,就會放電。原理和自然雷電一樣,都是摩擦起電。不經意間被電到,也算是一種對電的觸覺體驗吧。還有一種不經意的觸電出現在男女一見傾心之時,這一現象只能算是類似電的觸覺體驗,其原理我們在此就不作討論了。說了這么多靜電,它除了觀賞之外,有沒有受用之處呢?當然有,人類總是可以把自然的特性為己所用。靜電除了可以點火,還能當膠水。我剛剛講過靜電有吸附小紙片的特性,這一特性被用于貼膜技術?,F在幾乎每個人都有手機,而很多人會在手機屏幕上貼上保護膜。你知道這層膜是怎么貼上去的嗎?用膠水粘上?還是用釘子釘上的呢?正確答案是用靜電吸附上去的。貼膜在出廠前,讓膜在機器里與某種東西摩擦產生靜電。當你給手機貼膜的時候,一般會用貼膜布擦凈玻璃屏幕,其實也有產生靜電的效果。然后再把帶有靜電的膜放上去。膜與玻璃之間的靜電相互吸引,膜就自然粘上去了。揭下膜時也不會留下痕跡。另外,靜電擊穿空氣時會加熱周圍的氧氣,產生臭氧。臭氧雖然對人體是有害的,但加以控制就可利用臭氧消毒、滅蟲。

                     

                     

                    未完...

                     

                    原文詳見《無線電》2013年第1期




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