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吉尔伯特 对于电和磁现象的第一次系统的研究，是英国的威廉·吉尔伯特（Wiliam Gilbert，1540—1603）进行的。（我国北宋时期沈括（1033—1097）对地磁现象有研究，还最早发现地磁偏角，但是毕竟比较零散，不成系统。） 威廉·吉尔伯特1540年5月24日生于英国科尔切斯特，在剑桥读书时于1569年获得医学博士学位，后开始从医。1580年前后开始对磁学和电学发生兴趣。1600年写出《磁石论》(又译成《磁铁》、《磁石》等)一书。1601年开始在王宫任女王伊丽莎白一世的御医。1603年逝世于伦敦，终年63岁。 吉尔伯特在磁力问题的研究上是当时最杰出的人物。他所著《磁石论》一书是历史上最重要的关于磁的性质的论著之一。他关于磁学的研究为电磁学的产生和发展创造了条件。吉尔伯特被后人誉为磁学之父。 吉尔伯特和培根、伽利略一样，他认为科学必须建立在实验的基础上。吉尔伯特作了许多有关磁体性质的实验，其中最有名的是所谓“小地球”实验。他在13世纪马里古特的磁石球实验的启发下，设计了一个创造性的实验。他把一块大的天然磁石磨制成一个大磁石球，用小铁丝制成小磁针放在磁石球上面。结果发现这些小磁针的全部行为与指南针放在地球上的行为完全一样。他用粉笔把小磁针排列的方向画成一条条线，结果画出了许多磁子午圈，与地球上的经度线很相像。这些子午线汇交于两个相反的端点，他称它们为磁极。小磁针在两极中间平行于球面，在两极处则垂直地指向球面，由此他得出一个结论：地球本身就是一块巨大的磁石，许多磁现象都与这大磁石有关。他还提出了一个普遍原理：每一个磁体的磁北极吸引别的磁体的磁南极，而排斥它们的磁北极。他根据这个磁球对磁针的作用写道： “小地球的力向四面八方延伸……每当铁或其他适当大小的磁体在它影响所及的范围内出现时，就受到吸引，而且，愈是靠近磁体，吸引力就愈大。” 吉尔伯特还发现了在两极装上铁帽的磁石，磁力大大加强，这是铁被磁化的结果。另外，他还发现了磁力的大小与磁石的大小成正比关系以及磁石的两极永不可分的现象。 吉尔伯特对电现象也作了仔细的研究，他从琥珀被摩擦后会吸引轻小物体的现象中受到启发，于是收集了许多物质，诸如金刚石、蓝宝石、硫磺、树脂、明矾等，都一一做摩擦实验，发现摩擦过后它们也都有吸引轻小物体的作用。吉尔伯特把这种性质称为“电性”。他通过实验认识到电现象也是一种普遍的物质现象，从而破除了人们对电的迷信。吉尔伯特认为电现象和磁现象之间有着深刻的差异，表现在以下几个方面： 第一， 磁性上磁体本身具有的一种性质，而电性质是需要通过摩擦手段来激发的。 第二， 磁石只对少数几种可以磁化的物质才有力的作用；而电力却是普遍的，带电体可以吸引任何轻小物体。 第三， 磁体之间的作用不受中间的纸片、亚麻布等物体的影响，而带电体之间的作用却要受到中间这些纸片和布片的影响；当带电体浸在水中时，电力的作用可以消失，而磁体的磁力不会消失。 第四， 磁力是一种定向力，而电力是一种移动力。 第五， 吉尔伯特还片面地认为，磁力既有吸引也有排斥，而电力只有吸引一种；并坚决认为电和磁是两种截然无关的现象。这些论断给后来电磁学的发展产生了深刻的影响。直到19世纪初叶，人们都把这两种现象看作是相互孤立的。 吉尔伯特根据带电物体都是坚硬而透明的这一点，提出了解释电现象的理论。他认为带电物质在摩擦的激发下向它周围释放出一种类似大气的媒质，正是这种媒质起传递电的作用。不过这种媒质极为稀薄，它的放出、转移，人们的感官都观察不到。 此外，吉尔伯特还制作了第一只实验用的验电器，他用一根极细的金属棒，中心固定在支座上，可以自由转动，当摩擦后的带电物体靠近它时，金属棒会被吸引而向带电体转过来，由此可以探测物体是否带电。 吉尔伯特的工作是实验和学术知识结合的典范。他的理论曾对后来的科学发展产生过很大的影响，特别是开普勒，发展了他的引力概念，并根据他的理论解释了行星轨道为椭圆形的原因。吉尔伯特的贡献在于为电磁学和引力理论奠定了基础。 |
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来自： 昵称28975037 > 《王老师讲物理学史》
