【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語(yǔ)】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實(shí)還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。?

第一章靜電學(xué)

【山話||? 本系列專欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于4.186焦耳。另外這套老教材中的力的單位常用公斤，如今是不允許的，力是不能使用公斤為單位的。】?

§1-1帶電現(xiàn)象

【01】在這一章里，我們所要討論的現(xiàn)象，統(tǒng)稱為靜電現(xiàn)象。有關(guān)靜電現(xiàn)象的這一部分知識(shí)叫做靜電學(xué)，它是全部電學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)。

【02】一切電現(xiàn)象都離不開電場(chǎng)的作用。與靜電現(xiàn)象有關(guān)的電場(chǎng)叫做靜電場(chǎng)。我們將以靜電場(chǎng)的基本特性作為這一章的中心內(nèi)容，并環(huán)繞著它討論一些重要的靜電現(xiàn)象，以及這些現(xiàn)象的基本理論和實(shí)際應(yīng)用。

【03】我們已經(jīng)知道，整個(gè)自然界是由不斷運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)所組成，絕對(duì)靜止的物質(zhì)是不存在的。電也是一種物質(zhì)，所以它也是在永不停息地運(yùn)動(dòng)著，根本不會(huì)有靜止不動(dòng)的電。所謂靜電，是指沒有定向運(yùn)動(dòng)的電而言。所謂靜電現(xiàn)象，則是指電在沒有定向運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。

【04】電燈、電話、電動(dòng)機(jī)等裝置的工作原理，都要牽涉電在流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的現(xiàn)象，它們不屬于本章所要討論的范圍，而將在以后各章中逐步加以討論。為了學(xué)好以后各章，必須首先學(xué)好靜電學(xué)這一章。

1、摩擦起電

【05】遠(yuǎn)在紀(jì)元前七世紀(jì)，古希臘人退利斯就曾發(fā)現(xiàn)，被毛皮或毛織物摩擦過的琥珀能吸引紙屑、頭發(fā)等輕微的物體。我國(guó)東漢時(shí)代的學(xué)者王充在他所著《論衡》一書中，也有“頓牟掇芥”的記載?！邦D牟”就是琥珀，“掇芥”就是吸引輕微物體的意思。后來，到了紀(jì)元1600年，英國(guó)的醫(yī)生兼物理學(xué)家吉伯又發(fā)現(xiàn)，除了琥珀之外，還有許多物體，如玻璃、火漆、硫黃、水晶和膠木（硬橡膠）等，在和呢絨或絲綢摩擦后，也有吸引輕微物體的本領(lǐng)（圖1·1）。

【06】這種吸引輕微物體的現(xiàn)象，我們把它叫做帶電現(xiàn)象。物體有了這種吸引輕微物體的性質(zhì)，我們就說它帶了電，或說它有了電荷。帶電的物體就叫做帶電體。

【07】使物體帶電叫做起電。用摩擦的方法使物體帶電叫做摩擦起電。

習(xí)題1-1(1)

1、把一塊洗凈擦干的玻璃板，架在平放在桌面上的兩本練習(xí)簿上。在玻璃板的下面、兩本練習(xí)簿中間的桌面上，放一些剪得很碎的紙屑。然后用干燥的手帕在玻璃板的上面摩擦，觀察所發(fā)生的現(xiàn)象。

2、把膠木棒或膠木筆桿的一端放在干燥的毛織物上使勁摩擦，然后把它移近輕微的紙屑，觀察所發(fā)生的現(xiàn)象。（當(dāng)心不要用手抹拭摩擦過的膠棒）

3、把自來水龍頭稍稍轉(zhuǎn)開，維持一線水流。拿上題中已經(jīng)帶了電的膠棒靠近水流（不要碰著），試觀察所發(fā)生的現(xiàn)象。

2、兩種電荷

【08】用毛皮摩擦兩根火漆棒或膠木棒。把其中的一根用鉤子懸掛起來（見圖1·2），拿另一根靠近它，可以看到它們互相推斥。

【09】用絲綢摩擦兩根玻璃棒。把其中的一根懸掛起來，拿另一根靠近它，也可以看到它們互相推斥。

【10】如果改用絲綢摩擦過的玻璃棒去靠近用毛皮摩擦過的膠木棒，或用毛皮摩擦過的膠木棒去靠近用絲綢摩擦過的玻璃棒，則它們互相吸引。

【11】實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明什么呢？

【12】首先，它說明電荷間存在著相互作用的斥力或吸力；其次，它說明上述膠木棒和玻璃棒所帶電荷的性質(zhì)不同；最后，我們還可以從這里看出一個(gè)規(guī)律：同種電荷互相推斥，異種電荷互相吸引。

【13】在1747年，美國(guó)科學(xué)家富蘭克林把用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷叫做正電荷，把用毛皮摩擦過的膠木棒所帶的電荷叫做負(fù)電荷。實(shí)驗(yàn)證明，所有其他的物體，無論用什么方法起電，所帶的電荷不是和上述玻璃棒上的電荷（正電荷）相同，便是和上述膠木棒上的電荷（負(fù)電荷）相同。所以我們說：在自然界里只存在正、負(fù)兩種電荷。

3、導(dǎo)電體和絕緣體

【14】把帶電體和不帶電體相接觸，總會(huì)有一部分電荷從帶電體跑到不帶電體上去，使它也變成了帶電體。這種使物體帶電的方法叫做接觸起電。

【15】用接觸的方法使物體帶電，如果電荷停留在接觸過的部分，而不顯著地向其他部分傳遞，那么這種物體就叫做絕緣體。絕緣體又叫做電介質(zhì)（此處的介字不可寫成解字）。玻璃、石蠟、火漆、琥珀、松香、絲綢、膠木、瓷器等都是很好的絕緣體。

【16】能把所得到的電荷迅速傳遞到其他各部分的物體叫做導(dǎo)電體。導(dǎo)電體又簡(jiǎn)稱為導(dǎo)體。各種金屬材料、人的身體和地球等都是很好的導(dǎo)電體。此外，還有各種酸、堿、鹽的溶液也是良好的導(dǎo)電體。

【17】還有一種導(dǎo)電能力介于導(dǎo)電體和絕緣體之間的物體，如樹木、紙張、大理石以及一些非金屬結(jié)晶體（硅、硒等），叫做半導(dǎo)體。

【18】導(dǎo)電體、半導(dǎo)體和絕緣體彼此之間并沒有確定的界限，只是在導(dǎo)電的程度上有著大小的差別。

【19】要使導(dǎo)體能保留所帶的電荷，就必須用絕緣體把它和地球隔開，否則電荷就要傳給地球，我們平?？吹降碾妼W(xué)儀器，多半裝在玻璃或膠木的底座上，也就是這個(gè)道理。例如，在圖1·2里的那個(gè)鉤子，必須用絲線懸掛起來，才能更好地防止棒上的電荷逃掉。

【20】平常我們做摩擦起電的實(shí)驗(yàn)，總是用絕緣體而不用導(dǎo)電體，這并不是因?yàn)閷?dǎo)電體不能起電，而是因?yàn)閷?dǎo)電體所得到的電荷會(huì)很快地通過人的身體傳到地面、不能保留下來的緣故，如果在導(dǎo)電體上裝一個(gè)玻璃的或其他絕緣體的把手，那么它就和絕緣體一樣可以用來進(jìn)行摩擦起電的實(shí)驗(yàn)。

4、金箔驗(yàn)電器

【21】驗(yàn)電器是用來檢驗(yàn)物體是否帶電和帶哪一種電荷的儀器。通常所用的一種驗(yàn)電器叫做金箔驗(yàn)電器。

【22】金箔驗(yàn)電器是利用同種電荷相斥、異種電荷相吸的作用制成的。它的構(gòu)造如圖1·3所示，在一個(gè)金屬棒的上端裝一個(gè)金屬球，在其下端貼兩條很薄的金屬箔，金屬棒插在用絕緣體制成的瓶塞中，瓶塞塞在玻璃瓶或有玻璃窗的金屬盒子上。

【23】要檢驗(yàn)物體是否帶電，只要把物體和驗(yàn)電器的金屬球接觸一下就行了。如果物體是帶電的，那么金屬球在接觸時(shí)就帶了電，并將部分電荷傳到金屬箔上去，于是兩條金屬箔就因?yàn)閹N電荷而相斥、張開。如果物體原來不帶電，金屬箔就不會(huì)張開。

【24】如果讓金箔驗(yàn)電器先帶某種已知電荷（正的或負(fù)的），然后再把要檢驗(yàn)的物體移近驗(yàn)電器的金屬球（不接觸），根據(jù)金屬箔張開角度的增大還是減小，就可以看出物體所帶的電荷是正的還是負(fù)的。當(dāng)物體所帶的電荷和驗(yàn)電器原先所帶的電荷種類相同時(shí)，因同種電荷相互排斥，則球上原有的電荷有一部分被排斥到離物體較遠(yuǎn)的金屬箔上去，使金屬箔帶的電荷比原來的多，從而加大張開的角度。反之，當(dāng)物體所帶的電荷和驗(yàn)電器原先所帶的電荷種類不同時(shí)，由于異種電荷相互吸引，金屬箔上原有的電荷就要有一部分被吸引到靠近物體的小球上來，從而使金屬箔的張角減小。如果物體原來不帶電，那么金屬箔的張角就不會(huì)起顯著的變化。

習(xí)題1-1(2)

1、兩根膠木棒，一根帶電，一根不帶電。如果不用驗(yàn)電器，有什么方法可以知道哪個(gè)帶電，哪個(gè)不帶電？

2、如果用手直接握住銅棒，并使它和絲綢相摩擦，則檢驗(yàn)不出銅棒上有帶電現(xiàn)象。如果用帶橡膠手套的手握住銅棒，使它和絲綢相摩擦，就可以檢驗(yàn)出銅棒上有帶電現(xiàn)象。這是什么道理？

3、用絲線懸著一個(gè)不帶電的小通草球，并把它移近一個(gè)帶電體，我們就可以看到：通草球先被帶電體吸過去，等到和帶電體接觸后，又被它推開。這又是什么道理？?

4、要使一個(gè)帶電的導(dǎo)體變成不帶電的物體，用什么方法最方便？要使一個(gè)帶電的絕緣體不帶電，又需要怎樣做呢？

5、現(xiàn)有兩個(gè)金屬箔驗(yàn)電器。用什么方法可以檢驗(yàn)一根棒是導(dǎo)電的還是絕緣的？

6、怎樣使用金屬箔驗(yàn)電器來檢驗(yàn)帶電體所帶的電荷是正的還是負(fù)的？