當大多數人都還在拓展蒸汽機動力的道路上轟轟烈烈地前進的時候,大漢科學院物理研究所的研究小組在實驗室裏默默地研究著關乎人類發展進程的另一中動力——電。
早在190年大漢科學院成立之初,物理研究所的研究小組就已經開始著手研究這個被我稱為“未來200年內人類發展的關鍵能源”的動力。
其實在一千多年前,我們的祖先就已經對電有了一定的認識。古籍中經常有“雷”和“電”的描述,不過,當時的人們普遍認為雷電是神的產物,不能夠被人類所利用,也沒有誰產生要去研究它的念頭,直到我的到來。
研究所的研究員對我“電是未來200年內人類發展的關鍵能源”的說法表示懷疑,因為他們不知道探索這種東西會有什麽結果,更不能預測他們對人類的發展有什麽實用價值。但在我命令下,他們還是全力以赴,投入了百分之百的精力來研究它。因為,這畢竟是封建社會,皇帝的一言堂。
眼研究電,第一件事當然是想辦法獲得足夠多的可以隨意產生的電。根據我給他們提供的“摩擦起電”和“金屬導電”原理,他們在190年8月份的時候就發明了第一台能夠產生大量電荷的摩擦起電機。在這裏,我們不得不承認,科學家都是發明家。
這種起電機由帶搖柄的輪子發動,搖動手柄,輪子即帶動玻璃盤或琉璃球快速旋轉起來,但它們與物體發生摩擦時,就會產生電荷。轉動的速度越快,摩擦時間越長,電荷就越多。
這些電荷可以通過與它們接觸的金屬絲,由一端傳到另一端,有時會在空氣中產生爆炸般的火花。在這過程中,因為不小心被電擊的研究員多達12位,有一位全身麻痹了半個鍾頭。導致他在半年多的時間裏不敢靠近那台起電機2米以內。
這種起電機能夠方便地產生電,但它不能儲存電,一旦機器停止轉動,玻璃盤或琉璃球上的電就會通過空氣或沿其表麵消失得一幹二淨。於是,發明儲電器成了當務之急。而這些,我根本就不能給他們提供一點幫助,因為我也不懂。
191年9月的一天,研究所的一名研究員把一根金屬鏈連接在起電機上,另一端放入一個裝有水的玻璃瓶裏,然後開始搖動手柄,使起電機產生電流。完了後,他去拿玻璃瓶想觀察裏麵的水有什麽變化的時候,手碰到了金屬鏈。他的身體受到了強烈的電擊(後來他說他差點完蛋了)。平靜下來後,他馬上想到是子裏的電擊中了他,因為此時起電機已經停止工作。這一發現令他欣喜若狂,迅速向組長張魯報告。
隨後,張魯帶領的研究小組發現,用來儲電的瓶子不一定要裝水,隻要幹燥的玻璃瓶內外壁各貼一層互相絕緣的金屬箔,內層與起電機相連,外層與大地相連,電機產生的電流就會儲存在瓶子裏。瓶子越大,玻璃壁越薄,存的電量就越多。這種裝有電的儲電瓶,其重量沒有什麽變化,也看不見裏麵有任何東西,可以隨便搬來搬去。但是,隻要在內外兩層金屬箔上各連一條金屬絲,使他們的尖端相互靠近,就會在空氣中產生“啪啪”的火花。因為儲電瓶最大的貢獻是那位發現水能儲電的研究員鄭易,因此後來發明的電瓶都被稱作“鄭易瓶”。
192年2月,張魯在用“鄭易瓶”研究不同形狀的金屬物體產生的電火花有何不同時發現,金屬尖端最容易放電,球形不容易出現火花。但這一發現並沒有引起重視。因此我也不知道,否則的話就可以提醒他們做避雷針了。
不過,雖然沒有我的提醒,他們還是注意到了天空的雷電。他們在討論雷電的時候產生了一種疑問:天上的雷電我我們用摩擦產生的電是不是同一迴事呢?
192年6月24日,張魯和他的研究小組做了一個冒險的實驗:在雷雨將至的時候,將一個風箏放飛到天空,風箏頂上係著一細鐵絲,風箏的細線下端係著一串金屬鑰匙,再用一段幹燥的細線來控製風箏的飛行(大家都知道,水是能夠導電的,這樣做可以使自己免遭電擊)。
當雷電發生時,他們看見鑰匙的尖端出現了時斷時續的火花,然後他們小心的用“鄭易瓶”把鑰匙上產生的電儲存起來人證研究,發現它與實驗室起電機摩擦產生的電沒有什麽不同。於是他們對雷電的成因提出了解釋:天空中雲與雲相互摩擦或雲與地麵摩擦產生了大量的電,這些電釋放出來的時候,就產生了雷電。由於雲層的空間尺度和運動規模很大,產生的電比他們在實驗室中用起電機產生的電量要多得多。所以,天空的雷電才顯得格外神奇壯觀,但它與實驗室裏用摩擦的方法產生的電在本質上沒有什麽不同。
尖端放電和雷電的研究被當成了兩個獨立的子課題,沒有誰想過要把它們聯係在一起,直到7月13日洛陽鋼鐵廠的一幢職工宿舍樓被雷電擊中,導致兩名職工當場死亡,5名職工被擊殘廢,才引起了他們的注意。他們想到,可以利用建築物頂上指向天空的金屬針通過尖端放電,把雲層中儲存的電通過連接金屬針與大地的鋼絲引入地下,以避免建築物遭受雷擊。
192年9月,研究所給洛陽鋼鐵廠的一座高樓安裝了第一枚避雷針。兩年後,洛陽已經安裝了數百枚避雷針。這是大漢科學院物理研究所在探索電的過程中第一個有實用價值的發明。
早在190年大漢科學院成立之初,物理研究所的研究小組就已經開始著手研究這個被我稱為“未來200年內人類發展的關鍵能源”的動力。
其實在一千多年前,我們的祖先就已經對電有了一定的認識。古籍中經常有“雷”和“電”的描述,不過,當時的人們普遍認為雷電是神的產物,不能夠被人類所利用,也沒有誰產生要去研究它的念頭,直到我的到來。
研究所的研究員對我“電是未來200年內人類發展的關鍵能源”的說法表示懷疑,因為他們不知道探索這種東西會有什麽結果,更不能預測他們對人類的發展有什麽實用價值。但在我命令下,他們還是全力以赴,投入了百分之百的精力來研究它。因為,這畢竟是封建社會,皇帝的一言堂。
眼研究電,第一件事當然是想辦法獲得足夠多的可以隨意產生的電。根據我給他們提供的“摩擦起電”和“金屬導電”原理,他們在190年8月份的時候就發明了第一台能夠產生大量電荷的摩擦起電機。在這裏,我們不得不承認,科學家都是發明家。
這種起電機由帶搖柄的輪子發動,搖動手柄,輪子即帶動玻璃盤或琉璃球快速旋轉起來,但它們與物體發生摩擦時,就會產生電荷。轉動的速度越快,摩擦時間越長,電荷就越多。
這些電荷可以通過與它們接觸的金屬絲,由一端傳到另一端,有時會在空氣中產生爆炸般的火花。在這過程中,因為不小心被電擊的研究員多達12位,有一位全身麻痹了半個鍾頭。導致他在半年多的時間裏不敢靠近那台起電機2米以內。
這種起電機能夠方便地產生電,但它不能儲存電,一旦機器停止轉動,玻璃盤或琉璃球上的電就會通過空氣或沿其表麵消失得一幹二淨。於是,發明儲電器成了當務之急。而這些,我根本就不能給他們提供一點幫助,因為我也不懂。
191年9月的一天,研究所的一名研究員把一根金屬鏈連接在起電機上,另一端放入一個裝有水的玻璃瓶裏,然後開始搖動手柄,使起電機產生電流。完了後,他去拿玻璃瓶想觀察裏麵的水有什麽變化的時候,手碰到了金屬鏈。他的身體受到了強烈的電擊(後來他說他差點完蛋了)。平靜下來後,他馬上想到是子裏的電擊中了他,因為此時起電機已經停止工作。這一發現令他欣喜若狂,迅速向組長張魯報告。
隨後,張魯帶領的研究小組發現,用來儲電的瓶子不一定要裝水,隻要幹燥的玻璃瓶內外壁各貼一層互相絕緣的金屬箔,內層與起電機相連,外層與大地相連,電機產生的電流就會儲存在瓶子裏。瓶子越大,玻璃壁越薄,存的電量就越多。這種裝有電的儲電瓶,其重量沒有什麽變化,也看不見裏麵有任何東西,可以隨便搬來搬去。但是,隻要在內外兩層金屬箔上各連一條金屬絲,使他們的尖端相互靠近,就會在空氣中產生“啪啪”的火花。因為儲電瓶最大的貢獻是那位發現水能儲電的研究員鄭易,因此後來發明的電瓶都被稱作“鄭易瓶”。
192年2月,張魯在用“鄭易瓶”研究不同形狀的金屬物體產生的電火花有何不同時發現,金屬尖端最容易放電,球形不容易出現火花。但這一發現並沒有引起重視。因此我也不知道,否則的話就可以提醒他們做避雷針了。
不過,雖然沒有我的提醒,他們還是注意到了天空的雷電。他們在討論雷電的時候產生了一種疑問:天上的雷電我我們用摩擦產生的電是不是同一迴事呢?
192年6月24日,張魯和他的研究小組做了一個冒險的實驗:在雷雨將至的時候,將一個風箏放飛到天空,風箏頂上係著一細鐵絲,風箏的細線下端係著一串金屬鑰匙,再用一段幹燥的細線來控製風箏的飛行(大家都知道,水是能夠導電的,這樣做可以使自己免遭電擊)。
當雷電發生時,他們看見鑰匙的尖端出現了時斷時續的火花,然後他們小心的用“鄭易瓶”把鑰匙上產生的電儲存起來人證研究,發現它與實驗室起電機摩擦產生的電沒有什麽不同。於是他們對雷電的成因提出了解釋:天空中雲與雲相互摩擦或雲與地麵摩擦產生了大量的電,這些電釋放出來的時候,就產生了雷電。由於雲層的空間尺度和運動規模很大,產生的電比他們在實驗室中用起電機產生的電量要多得多。所以,天空的雷電才顯得格外神奇壯觀,但它與實驗室裏用摩擦的方法產生的電在本質上沒有什麽不同。
尖端放電和雷電的研究被當成了兩個獨立的子課題,沒有誰想過要把它們聯係在一起,直到7月13日洛陽鋼鐵廠的一幢職工宿舍樓被雷電擊中,導致兩名職工當場死亡,5名職工被擊殘廢,才引起了他們的注意。他們想到,可以利用建築物頂上指向天空的金屬針通過尖端放電,把雲層中儲存的電通過連接金屬針與大地的鋼絲引入地下,以避免建築物遭受雷擊。
192年9月,研究所給洛陽鋼鐵廠的一座高樓安裝了第一枚避雷針。兩年後,洛陽已經安裝了數百枚避雷針。這是大漢科學院物理研究所在探索電的過程中第一個有實用價值的發明。