一统全球 第二部 全面发展 第55章 电磁研究(上)

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当大多数人都还在拓展蒸汽机动力实际应用的道路上轰轰烈烈地前进的时候,大汉科学院物理研究所的研究小组在实验室里默默地研究着关乎人类发展进程的另一种动力——电。

早在190年大汉科学院成立之初,物理研究所的研究小组就已经开始着手研究这个被我称为“未来2000年内人类发展的关键能源”的动力。

其实在一千多年前,我们的祖先就已经对电有了一定的认识。古籍中经常有“雷”和“电”的描述,不过,当时的人们普遍认为雷电是神的产物,不能够被人类所利用,也没有谁产生要去研究它的念头,直到我的到来。

研究所的研究员对我“电是未来2000年内人类发展的关键能源”的说法表示了最大限度的怀疑,因为他们不知道探索这种东西会有什么结果,更不能预测他们对人类的发展有什么实用价值。但在我命令下,他们还是全力以赴,投入了百分之百的精力来研究它。因为,这毕竟是封建社会,皇帝的一言堂。

要研究电,第一件事当然是想办法获得足够多的可以随意产生的电。根据我给他们提供的“摩擦起电”和“金属导电”原理,他们在190年8月份的时候就发明了第一台能够产生大量电荷的摩擦起电机。在这里,我们不得不承认,科学家都是发明家。

这种起电机由带摇柄的轮子发动,摇动手柄,轮子即带动玻璃盘或琉璃球快速旋转起来,但它们与物体发生摩擦时,就会产生电荷。转动的速度越快,摩擦时间越长,电荷就越多。

这些电荷可以通过与它们接触的金属丝,由一端传到另一端,有时会在空气中产生爆炸般的火花。在这过程中,因为不小心被电击的研究员多达12位,有一位全身麻痹了半个钟头。导致他在半年多的时间里不敢靠近那台起电机2米以内。

这种起电机能够方便地产生电,但它不能储存电,一旦机器停止转动,玻璃盘或琉璃球上的电就会通过空气或沿其表面消失得一干二净。于是,发明储电器成了当务之急。而这些,我根本就不能给他们提供一点帮助,因为我也不懂。

191年9月的一天,研究所的一名研究员把一根金属链连接在起电机上,另一端放入一个装有水的玻璃瓶里,然后开始摇动手柄,使起电机产生电流。完了后,他去拿玻璃瓶想观察里面的水有什么变化的时候,手碰到了金属链。他的身体受到了强烈的电击(后来他说他差点完蛋了)。平静下来后,他马上想到是瓶子里的电击中了他,因为此时起电机已经停止工作。这一发现令他欣喜若狂,迅速向组长张鲁报告。

随后,张鲁带领的研究小组发现,用来储电的瓶子不一定要装水,只要干燥的玻璃瓶内外壁各贴一层互相绝缘的金属箔,内层与起电机相连,外层与大地相连,电机产生的电流就会储存在瓶子里。瓶子越大,玻璃壁越薄,存的电量就越多。这种装有电的储电瓶,其重量没有什么变化,也看不见里面有任何东西,可以随便搬来搬去。但是,只要在内外两层金属箔上各连一条金属丝,使他们的尖端相互靠近,就会在空气中产生“啪啪”的火花。因为储电瓶最大的贡献是那位发现水能储电的研究员郑易,因此后来发明的电瓶都被称作“郑易瓶”。

192年2月,张鲁在用“郑易瓶”研究不同形状的金属物体产生的电火花有何不同时发现,金属尖端最容易放电,球形不容易出现火花。但这一发现并没有引起重视。因此我也不知道,否则的话就可以提醒他们做避雷针了。

不过,虽然没有我的提醒,他们还是注意到了天空的雷电。他们在讨论雷电的时候产生了一种疑问:天上的雷电我我们用摩擦产生的电是不是同一回事呢?

192年6月24日,张鲁和他的研究小组做了一个冒险的实验:在雷雨将至的时候,将一个风筝放飞到天空,风筝顶上系着一细铁丝,风筝的细线下端系着一串金属钥匙,再用一段干燥的细线来控制风筝的飞行(大家都知道,水是能够导电的,这样做可以使自己免遭电击)。

当雷电发生时,他们看见钥匙的尖端出现了时断时续的火花,然后他们小心的用“郑易瓶”把钥匙上产生的电储存起来人证研究,发现它与实验室起电机摩擦产生的电没有什么不同。于是他们对雷电的成因提出了解释:天空中云与云相互摩擦或云与地面摩擦产生了大量的电,这些电释放出来的时候,就产生了雷电。由于云层的空间尺度和运动规模很大,产生的电比他们在实验室中用起电机产生的电量要多得多。所以,天空的雷电才显得格外神奇壮观,但它与实验室里用摩擦的方法产生的电在本质上没有什么不同。

尖端放电和雷电的研究被当成了两个独立的课题,没有谁想过要把它们联系在一起,直到7月13日洛阳钢铁厂的一幢职工宿舍楼被雷电击中,导致两名职工当场死亡,5名职工被击残废,才引起了他们的注意。他们想到,可以利用建筑物顶上指向天空的金属针通过尖端放电,把云层中储存的电通过连接金属针与大地的钢丝引入地下,以避免建筑物遭受雷击。

192年9月,研究所给洛阳钢铁厂的一座办公楼安装了第一枚避雷针。两年后,洛阳已经安装了数百枚避雷针。这是大汉科学院物理研究所在探索电的过程中第一个有实用价值的发明。

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