第五百六十五章 得先有电(一)
无畏舰的发展是大势所趋,但要想发挥出无畏舰的战斗力,有一样必不可少的东西,就是电!
林加德其实很清楚电的发展历程,但怎么把电给鼓捣出来,又是另一回事。
前世,早在公元前600年前后
希腊七贤中有一位名叫泰勒斯的哲学家。
他看到当明的希腊人通过摩擦琥珀吸引羽毛,用磁钱矿石吸引铁片的现象,曾对其原因进行过一番思考。
据说他的解释是:“万物皆有灵。磁吸铁,故磁有灵。”这里所说的“磁”就是磁铁矿石。希腊人把琥珀叫做“elektron”(与英文“电”同音)。
到了1600年,英国人吉尔伯特是伊丽莎白女王的御医,他在当医生的同时,也对磁进行了研究。他总结了多年来关于磁的实验结果,于1600年出了一本取名为《论磁学》的书。
书中指出地球本身就是一块大磁石,并且阐述了罗盘的磁倾角问题"
1660年,德国科学家奥拓·冯·格里克制造第一台静电发电机,被喻为【现代电力之父】。
1746年,莱顿大学教授缪森布鲁克发明了一种存贮静电的瓶子,这就是后来很有名的“莱顿瓶”。
缪森布鲁克本来想象往瓶子里装水那样把电装进瓶子里,他首先在瓶子里灌上水,然后用一根金属丝把摩擦玻璃棒连到水里。
就在他的手接触到瓶子和棒的一瞬间,他被重重地“电击”了一下。"
1752年,富兰克林做了一个把风筝放到雷雨云里去的实验。
其结果,发现了雷雨云有时带正电有时带负电的现象。
富兰克林做了多次实验,并首次提出了电流的概念。
他将系上钥匙的风筝用金属线放到云层中,被雨淋湿的金属线将空中的闪电引到手指与钥匙之间,证明了空中的闪电与地面上的电是同一回事。
在十八世纪电的量性方面开始发展,1767年蒲力斯特里与1785年库仑发现了静态电荷间的作用力与距离成反平方的定律,奠定了静电的基本定律。
在1800年,意大利的伏特用铜片和锡片浸于食盐水中,并接上导线,制成了第一个电池,他提供首次的连续性的电源,堪称现代电池的元祖。
1820年,丹麦哥本哈根大学教授奥斯特在一篇论文中公布了他的一个发现:在与伏打电池连接了的线旁边放一个磁针,磁针马上就发生偏转。
法国物理学家安德烈·玛丽·安培发现了关于电流周围产生的磁场方向问题的安培定律
1831年,英国科学家迈克尔·法拉第发现了划时代的电磁感应现象,电磁学得到了飞速发展。
1832年,法国仪器制造家皮克西发明最早的交流电发电机
1835年,美国科学家约瑟夫·亨利长距离送电
1841年,英国物理学家詹姆士·普利士卡特·焦耳确定了能量可由电流、热能及化学变化转化成另一形式以保存。
1850年,能制电约50伏特的偌莱发电机被大量生产,电镀成为第一种利用电的工业技术。
1866年7月13日,当时世界上最大的船只大东方号离开爱尔兰瓦伦西亚岛,驶向加拿大,开始铺设第一条跨大西洋海底电缆。
1878年,爱迪生电力公司于美国成立。
1882年,第一所水利发电厂于美国威斯康星州启用。
1884年,查理·巴森德爵士发明能产生大量电力的蒸汽涡轮发电机。
也就是说,林加德想要造无畏舰,并让无畏舰发挥出最大的能量,必须要用短时间实现人类200多年的技术积累,这怎么可能?
但所幸林加德已经提前进入了蒸汽时代,电力时代势在必行!
从能量的角度看,电力是第二次工业革命的新动力,你会发现,其实历次工业革命的本质,都是能源转换的革命;
从信息的角度看,电的普及带来了通信革命,电信业的发展加速了人类发展的进程,电的使用仅仅是最近200多年的事,这也恰恰是前世经济飞速发展的200多年。
从此,电成为整个现代生活的核心。
原来那个世界上第一个揭示了电的本质的人是本杰明富兰克林。
提到富兰克林,更多的人首先会想到他是漂亮国的国父之一、政治家,但其实他还是一个伟大的科学家。
有人甚至认为他是电学领域的牛顿,但也有人说他不过是因为披上了国父的光环,被后世美化成了科学家。
事实上,与他同时代的法国经济学家杜尔哥是这样评价富兰克林的:
“他从苍天处取得闪电,从暴君处取得民权。”
因此,作为科学家的富兰克林,在电学上的成就,一点儿也不比建立丑国这个贡献小。
后来大家谈到富兰克林在科学上的贡献时,都会想到他冒着生命危险使用风筝,在雷雨天进行雷电实验的故事。
因为这个实验证实了天上的雷电和生活中已知的静电本质上是一回事。
但是,大部分人都忽略了富兰克林证实这件事的方法,他不是感觉到自己被电了,有一阵恐怖的麻木感,就轻易下结论说“雷电就是电”。
而是随后将雷电引入莱顿瓶中带回到家(莱顿瓶其实就是玻璃瓶做的简易电容器),用收集到的雷电做了各种电学实验。
随即证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电性质完全相同,才得出闪电和静电是一回事的结论,也就找到了电的本质。
因为他有很严密的论证过程,后来英国皇家学会认可了他的发现,并且接纳他为皇家学会会员。
当然,富兰克林被认为是近代第一个对电学做出巨大贡献的人,并非只是靠一个实验,而是一系列在电学理论上的贡献,包括很多成就:确定了电的单向流动(而不是先前认为的双向流动)特性,并且提出了电流的概念;合理地解释了摩擦生电的现象;提出电量守恒定律;定义了后来所说的正电和负电。
从上面的成就可以看出,富兰克林作为科学家可不是浪得虚名,也不是大家出于他对丑国政治的贡献,后世给予他的头衔。
在富兰克林生活的年代,他已经深得学术界的认可,除了当选英国皇家学会会员,他还获得了哈佛大学和耶鲁大学的名誉博士。
人们通常对富兰克林的另一个印象是,他早年是一个印刷匠,没受过什么正规教育,因此是个民间科学家。
必须指出的是,这种看法也是错的,虽然富兰克林没上过大学,但是他在从事印刷业的过程中,大量阅读和学习,建立起了自己的知识体系。
更关键的是,他做科学研究可不是业余的,而是遵循一整套系统、科学的方法。
他的成就不仅在于发现了电的本质,开启了一个电学的新时代,更重要的是他的科学的做事方法和勇敢的科学精神一直鼓舞着后人。
了解了电的本质,下一步,人们就想要进一步研究电的性质并且学会创造和使用它。
要研究电,就需要把电创造出来,并储存起来,这就有了电池的发明,这是电学历史上第二个伟大的瞬间。
早在古希腊,人们其实已经意识到静电的存在了,那时候人们发现用毛皮摩擦琥珀后,琥珀会吸引细小的东西,就如同磁石能吸引铁块一样。
但是直到18世纪,人们对电的了解还是停留在静电这个层面。
18世纪80年代,意大利科学家伽尔瓦尼在解剖青蛙时,发现两种不同的金属接触到青蛙会产生微弱的电流。
这是人类第一次发现了流动的电,这种流电为制造电池创造了可能。
但是,伽伐尼以为这是来自青蛙体内的生物电。
而意大利物理学家伏打知道这件事情后,意识到这可能是因为两种不同的金属有电势差,因此产生了流动,而青蛙的作用相当于今天我们说的电解质。
于是,在1800年,伏打用盐水代替青蛙,将铜和锌两种不同的金属放到盐水中,就产生了电流。
当然铜和锌之间的电势差只有07伏左右,非常弱,于是伏打将6个这样的单元串联在一起,就获得了超过4伏电压的电池。
有了电池,电学的研究就得以不断取得重大的突破。
当时的意大利正在拿破仑的控制之下,这位喜爱科学的将军在得知伏打的发明后,专门在巴黎接见了他,册封他为伯爵,而且给了他一大笔奖金。
后来人们用他的名字作为电压的单位,而volta这个意大利语的名字在英语里被写成volt,因此在电学中被翻译成“伏特”。
其实伏特和伏打是一回事。
电池的发明除了在科研和生活中有实际的用途,其实还证实了一件事,就是能量是可以相互转化的,当然在伏打的年代大家还不知道这个道理。
有了电池后,科学家们得以将电学的原理搞得很清楚了,接下来就是如何利用电能的问题了。
这是电学史上第三个伟大瞬间,人们要真正动手改造和利用电了。