第5章　两种电荷的发现

人们在对电现象进行观察研究的过程中，发现了一个很有趣的现象：两个相同的物体与另一物体摩擦后，这两个相同物体不是相吸而是相斥。如两根玻璃棒用丝绸摩擦后，玻璃棒是相互排斥的。同时还观察到，同一个带电体如果与用毛皮摩擦过的橡胶棒相吸，它就一定与用丝绸摩擦过的玻璃棒相斥。

实验发现：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电叫“正电”，用符号“+”表示；用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电叫做“负电”，用符号“–”表示。电荷之间相互作用的规律是：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。

查尔斯·杜菲的发现

1733年，杜菲将一小块软木包上一层金箔，然后用丝线将这块软木悬挂在顶棚上，他用一根带电的细棒与这块软木接触，使软木也带电，电流均匀地散布到表层的金箔上。接着，杜菲将另一块软木也包上金箔，用同样的方法将它悬挂在前一块软木的附近。他认为如果使其中一块软木带电，它一定会吸引另一块软木。于是他用绸子摩擦一个玻璃棒，使它充满电荷，又将这根玻璃棒与其中一块软木接触，使一部分电荷散布在包着软木的金箔上。

接下来发生的现象正如他所预料的那样：带电的软木与那块没有与玻璃棒接触的软木之间产生了吸引力，原来垂直向下的软木彼此靠拢。

杜菲进一步猜想如果两块软木都是带电的，那么每块软木都应具有吸引力，引力增加一倍，这会使软木彼此靠得更拢，悬垂的倾斜度也会更大。

杜菲做了实验。开始他将两块软木垂直悬挂，然后摩擦玻璃棒，并用这根玻璃棒分别与两块软木接触。出乎他的意料，两块软木之间的引力并没有加强，它们互相推开了。

杜菲接着用松香棒做实验。他用羊毛摩擦松香棒，因为羊毛的摩擦力更大。当松香带电后，他拿松香去与两块软木接触。两块软木立即互相推开——它们彼此相斥。

杜菲又做了另一种实验。这一回，他用绸子摩擦一根玻璃棒，然后拿这根玻璃棒与其中一块软木接触。接着，他用羊毛摩擦一根松香棒，并用这根松香棒去与另一块软木接触。这一回两软木间产生出的是引力，两块带电的软木互相吸引靠拢。

杜菲断定，电有两种。一种是玻璃棒受摩擦时产生的，假定把它叫做“玻璃电”，另外一种是在松香里产生的，叫做“松香电”。如果两块软木带的电相同，它们就会互相排斥。如果两块软木带的电不同，它们就会互相吸引。

为了证实这一点，杜菲又进一步做了实验。他将带电的玻璃棒与一块软木接触，使这块软木带有“玻璃电”。然后，他把玻璃棒拿开，再将它缓慢地向着软木一点一点靠近。果然，由于玻璃棒和软木都带着同样的电，它们彼此相斥，玻璃棒将软木推开了。

当他拿着带电的松香棒时，软木块就被吸引过去，向着松香棒靠近。而当他先用松香棒使软木块带上电流后，情况恰好相反，这时，松香棒排斥软木块，而玻璃棒却吸引软木块。

杜菲继续使用其他材料做实验。他发现，无论什么时候，他使一件物体带电，这件物体的表现或是和带上“玻璃电”时相同，或是和带上“松香电”时相同。于是他宣称：电是由“正”（来自拉丁语中的玻璃“vitreous”）和“负”（来自拉丁语中的松香“resinous”）两种液体组成。这便是电的双液体理论。这个理论被18世纪晚期富兰克林的单液体理论所否定。

你知道吗？

17～19世纪推动电磁学发展的科学家有哪些？

古希腊学者泰勒斯最早发现了“电”；17世纪英国物理学家吉尔伯特首次以文字的形式论述了“电”；17世纪30年代，英国人格雷发现了电的导体和绝缘体；法国人杜菲发现静电现象；18世纪美国人富兰克林用“风筝实验”证明了自然界中“电”的存在；19世纪上半叶，在奥斯特发现了电流的磁效应后，很多科学家致力于寻找磁场与电流的关系，英国物理学家法拉第经十年的不懈努力，终于发现了闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，即电磁感应现象，后人根据这一现象制造了发电机；19世纪下半叶，英国物理学家麦克斯韦提出了电磁理论。