193年,衛溫歸來證明地圓學說的正確性不久,張魯就發表了萬有引力定律,這就解釋了為什麽人可以在地球的另一端生存而不會掉下去的問題。同一時間,張魯的學生,畢業於洛陽師範大學的物理學研究生朱啟明發現了電荷之間相互作用的規律。隨後,又在馬鈞的幫助下發明了扭秤,根據固定在金屬絲上的鏡子對光束的反射測出了金屬絲在兩個通電小球相互吸引下發生的微小偏轉角,然後根據扭轉的角度,精確地測量出了這種難以感知的力的大小。其靈敏度遠超使用砝碼的天平和彈簧秤。
朱啟明使用扭秤精確測量了各種情況下力的變化,發現了它們遵循的規律:這種相互吸引或排斥的力與電量的乘積成正比,與距離的平方成反比。它的數學形式很像之前他的導師張魯推導出來的萬有引力公式。不同的是,張魯的公式是出於理論上的推斷,而朱啟明則完全是通過精細的測量歸納出這一定律的。因此,這個規律被命名為“啟明定律”,即前世中的“庫侖定律”。
193年11月12日,洛陽醫科大學解剖實驗室發生的一件“怪事”改變了電學的研究方向。
當時,華佗正在給他的學生講解青蛙的解剖實驗,一隻解剖過的青蛙放在講台的金屬工作台上。華佗在講解的過程中無意間用手術刀觸碰放在工作台上的青蛙時,發現早已死去的青蛙,其肌肉會像青蛙活著的時候一樣收縮震顫。隨後他們把青蛙肢解,仔細研究後發現,隻要有兩中不同的金屬製成的物體同時觸碰青蛙肌肉的不同部位時,就會觀察到青蛙肌肉的收縮。
這一意外發現迅速被送到了還沒撤消課題的物理研究所電力研究小組進行深入研究。其時,朱啟明已經接替張魯成為研究小組的組長,張魯專心研究他的萬有引力去了。
朱啟明認真重複了華佗的實驗,認識到這個可能是金屬物體在水的參與下和某些物質發生了化學反應,然後產生了電。流動的電荷形成電流,刺激了青蛙的神經係統,引起了肌肉的收縮。
為了驗證他的設想,他用自己的嘴做了一個實驗:用舌頭舔一片錫箔,再用一隻銀勺觸碰舌跟,舌頭上出現了一種令人很不舒服的麻醉感,他的實驗與他的設想符合。
隨後,為使他的設想得到更有力的證明,朱啟明發明了非常靈敏的驗電器。利用靜電排斥力引起金屬箔片分開的角度變化,測量微小的電壓。
他研究過鋅、錫、銅、銀、金等易加工又不易鏽蝕的金屬材料和石墨,發現這些材料中的任意兩種與溶液接觸,都會產生電壓在驗電器上反應出來。材料不同,產生的電壓也不同。
194年2月,朱啟明發明了人類曆史上最早的化學電源。他在一侵透了鹽水的皮革兩側分別貼上鋅片和銅片,用金屬導線把鋅片和銅片連接起來。然後就感覺到金屬導線在微微發生變化,看見鋅片和銅片與皮革接觸的地方發生了化學反應。
為了讓人們對他的發明有深刻的印象,朱啟明設計了一個惡作劇般的實驗。他用幾十片銅鋅做成的電極分別夾著侵透鹽水的絨布,疊成一個高高的柱子,用兩條金屬絲分別與最上麵的鋅片和最下麵的銅片相連,金屬絲的另一端分別置入盛水的盆中。然後,他問誰敢把兩隻手同時伸進這兩個盆裏?結果他那些敢於冒險的同事和同學無一例外的遭到了強烈的電擊。
朱啟明發明的化學電源很快被人們接受,這種裝置裏兩個金屬電極之間好象有一種神奇的力量推動著電荷運動。為了紀念朱啟明的貢獻,這種電源就被稱作“啟明電池”。
朱啟明發明的化學電源最初最大的應用還是迴歸在華佗的醫學上,用來電擊處於休克狀態的危急病人。用這種方法,洛陽醫科大學附屬醫院在1年的時間裏救活了28位本該死去的病人,使朱啟明聲明大震,隱隱成為大漢物理學界第二代的領軍人物。
194年,機械研究所已經能夠製作出許多種柔韌細長的金屬絲。這些金屬絲具有良好的導電性能,在空氣中不易鏽蝕,它們逐漸成為物理學家研究電荷運動必不可少的材料。在物理研究所裏,電池和金屬導線已經取代了起電機和“鄭易瓶”,物理學家有可能充分研究流動電荷產生的各種效應。
從古籍中的記載中知道,自商朝開始人們就有“電”“磁”的記錄以來,從沒有人把電和磁聯係起來,人們一直認為電和磁是互不相幹的兩件事,僅僅對它們進行孤立的研究。但張魯的另一名學生,在洛陽師範大學兼職物理學講師的碩士研究生郭儒銘認為,既然電能產生熱、產生光,還會發出聲響(指放電時發出的“啪啪”的聲音),那麽電就有可能會產生磁,他希望能找到電產生磁的證據。
195年3月,在一次講授“各種電與磁的現象”的課堂上,郭儒銘給他的學生演示了現在能夠做的各種電和磁的實驗。當他舉起手中的指南針向學生講述指南針的發明應用和地磁場的作用時,發現磁針並不是指向南方就,而是在水平方向上偏轉了一個很大角度。他注意到,剛才做過實驗的啟明電池和相連的導線沒有斷開——是電流引起了磁針的偏轉。
195年4月,郭儒銘在《科技月刊》上連續發表了三篇科技論文,在論文中指出線圈通電時對磁針的作用與磁鐵相似。他推斷磁鐵之所以能夠使磁針運動,是由於磁鐵內部存在著環行電流,而且他認為磁針之所以指向南北方向,是因為地球內部存在著與赤道方向一致的環行電流,磁在本質上是電荷運動的結果——隻有運動的電荷才能產生磁。
隨後,他於根據“啟明定律”的啟示發現通電導線之間也存在著相互作用力,電流方向相同的導線相互吸引,電流方向相反的導線則相互排斥,這種相互作用力可以延伸到很遠的地方。然後他有用實驗證明通電導線對磁針的作用力與電流成正比,與距離成反比。
隻用了4年多的時間,科學院就完成了電的基礎研究工作,建立了電磁學的基本框架,可以說進展神速,為後來的電磁研究打下了一個堅定的基礎,也使大漢的科技實力急劇上升,達到了一個這個世界上其他國家望塵莫及的高度。人類利用電力進行生產生活的時代就要來臨了。
朱啟明使用扭秤精確測量了各種情況下力的變化,發現了它們遵循的規律:這種相互吸引或排斥的力與電量的乘積成正比,與距離的平方成反比。它的數學形式很像之前他的導師張魯推導出來的萬有引力公式。不同的是,張魯的公式是出於理論上的推斷,而朱啟明則完全是通過精細的測量歸納出這一定律的。因此,這個規律被命名為“啟明定律”,即前世中的“庫侖定律”。
193年11月12日,洛陽醫科大學解剖實驗室發生的一件“怪事”改變了電學的研究方向。
當時,華佗正在給他的學生講解青蛙的解剖實驗,一隻解剖過的青蛙放在講台的金屬工作台上。華佗在講解的過程中無意間用手術刀觸碰放在工作台上的青蛙時,發現早已死去的青蛙,其肌肉會像青蛙活著的時候一樣收縮震顫。隨後他們把青蛙肢解,仔細研究後發現,隻要有兩中不同的金屬製成的物體同時觸碰青蛙肌肉的不同部位時,就會觀察到青蛙肌肉的收縮。
這一意外發現迅速被送到了還沒撤消課題的物理研究所電力研究小組進行深入研究。其時,朱啟明已經接替張魯成為研究小組的組長,張魯專心研究他的萬有引力去了。
朱啟明認真重複了華佗的實驗,認識到這個可能是金屬物體在水的參與下和某些物質發生了化學反應,然後產生了電。流動的電荷形成電流,刺激了青蛙的神經係統,引起了肌肉的收縮。
為了驗證他的設想,他用自己的嘴做了一個實驗:用舌頭舔一片錫箔,再用一隻銀勺觸碰舌跟,舌頭上出現了一種令人很不舒服的麻醉感,他的實驗與他的設想符合。
隨後,為使他的設想得到更有力的證明,朱啟明發明了非常靈敏的驗電器。利用靜電排斥力引起金屬箔片分開的角度變化,測量微小的電壓。
他研究過鋅、錫、銅、銀、金等易加工又不易鏽蝕的金屬材料和石墨,發現這些材料中的任意兩種與溶液接觸,都會產生電壓在驗電器上反應出來。材料不同,產生的電壓也不同。
194年2月,朱啟明發明了人類曆史上最早的化學電源。他在一侵透了鹽水的皮革兩側分別貼上鋅片和銅片,用金屬導線把鋅片和銅片連接起來。然後就感覺到金屬導線在微微發生變化,看見鋅片和銅片與皮革接觸的地方發生了化學反應。
為了讓人們對他的發明有深刻的印象,朱啟明設計了一個惡作劇般的實驗。他用幾十片銅鋅做成的電極分別夾著侵透鹽水的絨布,疊成一個高高的柱子,用兩條金屬絲分別與最上麵的鋅片和最下麵的銅片相連,金屬絲的另一端分別置入盛水的盆中。然後,他問誰敢把兩隻手同時伸進這兩個盆裏?結果他那些敢於冒險的同事和同學無一例外的遭到了強烈的電擊。
朱啟明發明的化學電源很快被人們接受,這種裝置裏兩個金屬電極之間好象有一種神奇的力量推動著電荷運動。為了紀念朱啟明的貢獻,這種電源就被稱作“啟明電池”。
朱啟明發明的化學電源最初最大的應用還是迴歸在華佗的醫學上,用來電擊處於休克狀態的危急病人。用這種方法,洛陽醫科大學附屬醫院在1年的時間裏救活了28位本該死去的病人,使朱啟明聲明大震,隱隱成為大漢物理學界第二代的領軍人物。
194年,機械研究所已經能夠製作出許多種柔韌細長的金屬絲。這些金屬絲具有良好的導電性能,在空氣中不易鏽蝕,它們逐漸成為物理學家研究電荷運動必不可少的材料。在物理研究所裏,電池和金屬導線已經取代了起電機和“鄭易瓶”,物理學家有可能充分研究流動電荷產生的各種效應。
從古籍中的記載中知道,自商朝開始人們就有“電”“磁”的記錄以來,從沒有人把電和磁聯係起來,人們一直認為電和磁是互不相幹的兩件事,僅僅對它們進行孤立的研究。但張魯的另一名學生,在洛陽師範大學兼職物理學講師的碩士研究生郭儒銘認為,既然電能產生熱、產生光,還會發出聲響(指放電時發出的“啪啪”的聲音),那麽電就有可能會產生磁,他希望能找到電產生磁的證據。
195年3月,在一次講授“各種電與磁的現象”的課堂上,郭儒銘給他的學生演示了現在能夠做的各種電和磁的實驗。當他舉起手中的指南針向學生講述指南針的發明應用和地磁場的作用時,發現磁針並不是指向南方就,而是在水平方向上偏轉了一個很大角度。他注意到,剛才做過實驗的啟明電池和相連的導線沒有斷開——是電流引起了磁針的偏轉。
195年4月,郭儒銘在《科技月刊》上連續發表了三篇科技論文,在論文中指出線圈通電時對磁針的作用與磁鐵相似。他推斷磁鐵之所以能夠使磁針運動,是由於磁鐵內部存在著環行電流,而且他認為磁針之所以指向南北方向,是因為地球內部存在著與赤道方向一致的環行電流,磁在本質上是電荷運動的結果——隻有運動的電荷才能產生磁。
隨後,他於根據“啟明定律”的啟示發現通電導線之間也存在著相互作用力,電流方向相同的導線相互吸引,電流方向相反的導線則相互排斥,這種相互作用力可以延伸到很遠的地方。然後他有用實驗證明通電導線對磁針的作用力與電流成正比,與距離成反比。
隻用了4年多的時間,科學院就完成了電的基礎研究工作,建立了電磁學的基本框架,可以說進展神速,為後來的電磁研究打下了一個堅定的基礎,也使大漢的科技實力急劇上升,達到了一個這個世界上其他國家望塵莫及的高度。人類利用電力進行生產生活的時代就要來臨了。