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用电的一种 发明历程 电的发展史

2024-06-01m.verywind.com
电的发明过程~

电的发明过程
早在两千五百多年以前,古希腊人‘泰勒斯’(Thales,640-546B.C.)发现琥珀的摩擦会吸引绒毛或木屑,他将这种现象称为静电(static electricITy),并第一个提出了‘电’这个词。而英文中的电(Electricity)在古希腊文的意思就是“琥珀”(amber)。希腊文的静电为(elektron) 。泰勒斯对电现象进行了深入研究,将电解释为阴阳两极现象。
  公元1600年,英国人吉尔伯特(1544~1603)对电现象做了多年的实验,他发明了验电器,这为后来人们对电进行更科学的研究提供了试验基础,并以希腊语定义「electron」(电子)一词。他发现了“电力”,“电吸引”等许多科学现象,并最先使用了“电力”、“电吸引”等专用术语。
吉尔伯特是世界上第一个从系统的科学原理上来研究电现象的人,因此许多人称他是电学研究之父。在吉尔伯特之后的200年中,又有很多人做过多次试验,不断地积累对电的现象的认识。
1734年,法国人杜伐发现了同号电相互排斥、异号电相互吸引的现象。
1745年,普鲁士(德国的前身)的一位副主教克莱斯特在实验中发现了放电现象。
  18世纪中叶,在大洋彼岸的美国,大电学家富兰克林又做了多次实验,进一步揭示了电的性质,并提出了电流这一术语。
  富兰克林对电学的另一重大贡献,就是通过1752年著名的风筝实验,“捕捉天电”,证明天空的闪电和地面上的电是一回事。他用金属丝把一个很大的风筝放到云层里去。金属丝的下端接了一段绳子,另在金属丝上还挂了一串钥匙。当时富兰克林一手拉住绳子,用另一手轻轻触及钥匙。于是他立即感到一阵猛烈的冲击(电击),同时还看到手指和钥匙之间产生了小火花。这个实验表明:被雨水湿透了的风筝的金属线变成了导体,把空中闪电的电荷引到手指与钥匙之间。这在当时是一件轰动一时的大事。一年后富兰克林制造出了世界上第一个避雷针。
  电流现象的研究,对于人们深入研究电学和电磁现象有着重要的意义。最早开始电流研究的是意大利的解剖学教授伽伐尼(1737-1798)。伽伐尼的发现源自于1780年的一次极为普通的闪电现象。闪电使伽伐尼解剖室内桌子上与钳子和镊子环连接触的一只青蛙腿发生痉挛现象。严谨的科学态度,使他没有放弃对这个“偶然”的奇怪现象的研究。他花费了整整12年的时间,研究象青蛙腿这种肌肉运动中的电气作用。最后,他发现如果使神经和肌肉同两种不同的金属(例如铜丝和铁丝)接触,青蛙腿就会发生痉挛。这种现象是在一种电流回路中产生的现象。但是,伽伐尼对这种电流现象的产生原因仍然未能回答,他认为蛙腿的痉挛现象是“动物电”的表现,由金属丝构成的回路只是一个放电回路。
  伽伐尼的看法在当时的科学界中引起了巨大的反响,但是,另一位意大利科学家伏打(1745~1827)不同意伽伐尼的看法,他认为电存在于金属之中,而不是存在于肌肉中,两种明显不同的意见引起了科学界的争论,并使科学界分成两大派。
  1800年春季,有关电流起因的争论有了进一步的突破。意大利人‘亚历山大.伏打’发明了著名的“伏打电池”。这种电池是由一系列圆形锌片和银片相互交迭而成的装置,在每一对银片和锌片之间,用一种在盐水或其他导电溶液中浸过的纸板隔开。银片和锌片是两种不同的金属,盐水或其他导电溶液作为电解液,它们构成了电流回路。这是一种比较原始的电池,是由很多银锌电池连接而成的电池组。但在当时,伏打能发明这种电池确是很不容易的。
  伏打电池的发明使人们第一次获得了可以人为控制的持续电流,为今后电流现象的研究提供了物质基础,也为电流效应的应用打开了前景,并很快成为进行电磁学和化学研究的有力工具。
过程简介
  1600年, 英国 吉尔伯特(William Gilbert,1603-1640)发明了验电器,这为后来人们对电的研究提供了试验基础,并以古希腊语定义「electron」(电子)一词。
  1660年 德国 朱利克( Ott von Guerick,1602-1686)制造摩擦起电机。
  1703年 荷兰商人从塞伦岛将加热后能产生电的石头带到日本。
  1729年 英国 格雷(Gray,-1736)认为物质可分导体与绝缘体。
  1732年 美国 富兰克林主张电为一流体说。
  1733年 法国 迪非(Deffe, 1698-1739)发现正负电并提出电为二流体说。
  1744年 荷兰 莫欣普克(Pieter von Musschenbroek)发明来顿瓶。
  1752年 美国 富兰克林(Franklin,1706-1790)用风筝实验,证明雷和摩擦电性质相同,因而发明避雷针。
  1753年 英国 约翰(John Canton,1718-1772)发现静感应装置,向皇家协会报告静电感应。
  1772年 意大利 加凡尼(Galvani,1737-1798)提出带电体间的平方反比定律、介电常数概念。
  1775年 意大利 伏特设计起电盘。
  1779年 法国 库仑提出摩擦定律。
  1780年 意大利 加凡尼(Galvani,1737-1798)发现两种不同金属相碰会产生,并称为动物电。
  1785年 法国 库仑(Columb,1736-1806)发现带电体相互间之静电平方反比定律及磁极间之磁力,是为所谓之库仑定律。
  1799年 意大利 伏特(Volta,1745-1827)发明电堆及电池。
  1800年 意大利 伏特在英国皇家协会发表关於伏打电池的论文。
  1821年 英国人‘法拉第’完成了一项重大的电发明。在这两年之前,奥斯特已发现如果电路中有电流通过,它附近的普通罗盘的磁针就会发生偏移。法拉第从中得到启发,认为假如磁铁固定,电线圈就可能会运动。根据这种设想,他成功地发明了一种简单的装置。在装置内,只要有电流通过线路,线路就会绕着一块磁铁不停地转动。事实上法拉第发明的是第一台电动机,是第一台使用电流将物体运动的装置。虽然装置简陋,但它却是今天世界上使用的所有电动机的祖先。
  1831年,法拉第制出了世界上最早的第一台发电机。他发现第一块磁铁穿过一个闭合线路时,线路内就会有电流产生,这个效应叫电磁感应。一般认为法拉第的电磁感应定律是他的一项最伟大的贡献。
  1866年德国人西门子(Siemens)制成世界上第一台大功率发电机。

早在对于电有任何具体认知之前,人们就已经知道发电鱼会发出电击。根据公元前2750年撰写的古埃及书籍,这些鱼被称为“尼罗河的雷使者”,是所有其它鱼的保护者。大约两千五百年之后,希腊人、罗马人,阿拉伯自然学者和阿拉伯医学者,才又出现关于发电鱼的记载。
1832年法国人皮克西制造出世界第一台试验性发电机。1850年英国斯旺用纸碳制成灯丝泡问世。1866年德国西门子制出可应用的发电机。
1879年10月21日,美国爱迪生(和英国约塞夫·斯旺)都研究碳质灯丝电灯泡。爱迪生经千余次的试验用碳素灯丝的白炽灯泡得到了实际应用,故称爱迪生发明了电灯。
杰克·基尔比于1958年和罗伯特·诺伊斯于1959年分别独立发明集成电路。现今,大量晶体管、二极管、电阻器、电容器等等电子原件都可以被装配在单独的集成电路里。
电真正的应用是在18世纪末19世纪,直到20世纪21世纪才真正的走入平常百姓家。

扩展资料起电现象
摩擦起电,是通过摩擦的方式使得物体带上电荷的物理现象。摩擦起电的步骤,是使用两种不同的绝缘体相互摩擦,使得它们的最外层电子得到足够的能量发生转移,摩擦起电后两绝缘体必带等量异性电。
静电吸附,是当带静电的物体靠近微小的不带静电的物体时,微小物体表面的自由电荷发生转移,感应出与带静电物体相反的电性,而被吸引贴附于带静电物体上。利用静电吸引轻小物体的原理,可以达到吸附工业粉尘的效果。
静电感应,是指导体中的电荷在外电场的作用下在导体中重新分布的现象,由英国科学家约翰·坎通和瑞典科学家约翰·卡尔·维尔克分别在1753年和1762年发现。
静电屏蔽,是指对于一个接地的空腔导体,外接电场不会影响腔内的物体,腔内带电体的电场也不会影响腔外的物体。
静电屏蔽的应用很广泛,例如电子仪器外的金属网罩、电缆外层包裹的金属皮等都是用于防止外部电场对内部的影响。需要注意,如果外部的电场是交变电场,则静电屏蔽的条件不再成立,另见电磁屏蔽。
参考资料来源:百度百科-电

19世纪末到20世纪初,“用电来看东西”是许多科学家的梦想。为此,他们进行了卓越的努力。那时,他们还不知道他们要发明的东西叫电视。
回顾电视的发明历程,我们发现:电视不是某一个人在某一天突然发明的,而是许多科学家、发明家几十年的劳动成果。
以下是电视发明的大事记:
1844年,有线电报:
1844年5月24日,美国人塞缪斯·莫尔斯用电码从华盛顿特区向马里兰州巴尔的摩传送了一句话:“上帝究竟创造了什么”。两地之间架有铜线,相距只有20英里,但从此开始了现代通讯的新纪元。
1895年,无线电报:
1864年,苏格兰人马杰姆斯·克拉克·克斯韦尔提出了电磁波存在的理论。1888年德国人海因里希·赫兹在实验室里证明了电磁波的存在,所以,电磁波振动的频率是以“赫兹”命名的。我们今天叫它无线电波。
意大利人古力英·马可尼自己制作了一套产生无线电波的装置,1895年成功地发出了无线电报,激起了人们对无线电前途的极大热情。
1906年,无线广播:
1904年,英国物理学家J·安布罗斯·弗莱明发明了电子管。1906年,美国人德·弗雷斯特将弗莱明的二极管改进为三极管。当年圣诞之夜,行驶在大西洋上的轮船报务员从无线广播中接收到了圣诞歌曲,这是R·A·弗森顿从美国马萨诸塞州发出的。电子管后来为晶体管所代替,使接收机体积更小,性能更可靠。
1922年底,美国已有500多家广播电台开始播音,家庭收音机售出达200万台之多。至1930年,世界50多个国家和地区都有了广播电台。
1935年,E·A·阿牧斯特朗发明了一种不受雷电干扰的无线电广播——调频广播(FM),它也可用来发射电视信号。
1925年,机械电视系统:
1925年10月2日,英国科学家约翰·洛吉·贝尔德利用其发明的机械电视机,成功地进行了发射和接收电视画面的实验,由此被后人称为“电视之父”。但在他以前,许多科学家的重要发明为他的机械电视系统奠定了基础。这些科学家是:发现化学元素硒的瑞典科学家布尔兹列斯、发明硒元素光电效应的英国科学家约瑟夫·梅、发明机械扫描罗盘以解决图像传送问题的德国科学家保罗·尼普柯夫、发明电子显像管的俄国教授鲍里斯·罗津等等。据统计,从1919年到1925年,各国科学家提出的有关电视的发明专利申请达100多项。
1927年,美国贝尔电话实验室在纽约和华盛顿之间使用有线方式传送电视节目,播出了当时的联邦商业部长赫伯特·胡佛的演说。1932年,英国科学家休恩伯格发明了电子电视摄像管。1921年,年仅15岁的美国男孩P·T·法恩沃斯向老师展示了他的电子电视系统草图,9年以后,他取得了电子电视装置的专利。电子电视很快地取代了机械电视系统。
1936年,电视台:
1936年11月2日,是电视发展史上一个重要的日子。这一天,英国广播公司在伦敦建立了世界上第一座电视台,正式播出电视节目。我们通常把这件事看作是电视的发端。30年代建有电视台的还有前苏联和美国,都在1939年。但同年爆发的第二次世界大战极大地阻碍了电视的发展。战争结束后,电视事业迅速进入繁荣时期。法国、荷兰、德国、比利时、波兰、意大利、墨西哥、古巴、阿根廷、委内瑞拉、加拿大、多米尼加、日本、菲律宾等国纷纷在1949~1953年之间建立了电视台。
1954年,彩色电视:
电子电视的第一代是黑白电视。从20年代至50年代,科学家和工程师们致力于研究彩色电视。1954年美国正式播出彩色电视节目,成为世界上第一个开办彩色电视的国家。进入60年代,日本、加拿大、法国、联邦德国、前苏联、英国也开办了彩色电视。到1991年,全世界169个国家和地区中,有150个建立了电视台,其中142个播出彩色电视,包括中国。
1958年,中国电视:
中国的电视起步于1958年。5月1日,中央电视台的前身——北京电视台试验播出电视节目。9月2日正式播出。早期的电视节目非常简单,大多数是新闻片和纪录片,所以,有些人叫这个时期为“新闻纪录片时代”。电视观众也很少,因为电视覆盖率极低,开始的覆盖面只有北京的一半,而当时全北京只有50架电视机。没有人知道电视播音员是谁,在那个时代,也没有电视明星。
中国电视发展的黄金时代是在80年代。改革开放和经济增长,使电视终于有了飞速发展的机会。1980年,全国有电视台38座,到1990年,则有了509座。1980年,全国平均每100人只有0.9人有电视,但到1990年,平均每100人中有16个人有了电视机。1995年,电视台已达到837座,中国有电视机的人将近3亿。现在全国约86.2%的人口可看到电视。远不象50——60年代,大部分人都看不到中央电视台的节目。
1962年,卫星和电视广播:
当用微波技术进行远距离传送时,电视播出常常受地理和气候条件的影响,所以,在60年代以后,各国利用通信卫星传送电视节目。1962年7月10日,美国发射了世界上第一颗通信卫星“电星一号”,将电视节目传送到大西洋彼岸。
1964年国际卫星通信组织成立,于4月6日发射了第一颗国际商用同步卫星“国际通信卫星1号”,为北美和欧洲之间传送广播电视节目。一些专家指出,“国际通信卫星1号”标志着世界正式进入了卫星通信时代。
1969年7月20日,美国“阿波罗号”宇宙飞船登上月球。电视通过卫星转播了登月实况,全世界大约有47个国家和地区的7.23亿人观看了这次卫星电视转播。
从1984年起,我国也开始发射卫星,或租用国外卫星提高电视覆盖率。到1990年,中央电视台一、二套节目由国内卫星传送,教育电视台一、二套节目由租用的国际通信卫星传送。同年4月,中国还替亚洲通信卫星公司发射了“亚洲一号”卫星。1992年10月1月,中央电视台第四套节目通过“亚洲一号”卫星正式播出,节目可传送到港澳台地区。1996年,全国除中央电视台外,有17个地方电视台的节目上了卫星。
今天,新的发明层出不穷,对此我们早已习以为常,所以我们简直无法想象那时的一项发明给人们带来的震动、惊讶和狂喜。莫尔斯发明了电报,当地的一家报纸写道:“相隔数百英里的人,可以立即互相交谈,这种石破惊天的大事,如果不是亲身经历,简直就不能相信”。当时,许多人围住办公室,他们保证“不出声,不拥挤,不在乎是否看得懂,只想看一眼,然后告诉别人说他们看过电报机了”。1858年,当大西洋海底电缆连通了美国与欧洲时,纽约竟爆发了盛大的庆祝游行,出现了许多激动人心的场面。1936年11月2日,英国广播公司首次正式播出电视节目时,演员为庆祝电视诞生唱出一首《电视之歌》:
这奇妙神秘的光束,
是关于我们的故事。
这里的声音和图像从空间传向你
带给你一片惊喜和新奇……
人们普遍相信,电报、广播的发明将改变人们的生活,进而改变世界。正如莫尔斯所预言的那样,“不久以后,这个国家的地表上,将布满‘神经’,用闪电的速度传输各地发生的事情,整个国家的人仿佛近如毗邻”。
走过有线电报、无线电报、无线广播、机械电视系统、电子电视、彩色电视和卫星电视的历程,我们前辈的“用电来看东西”的梦想终于实现了。不仅如此,电视还大大缩短了空间、时间的距离,我们真的“近如毗邻”了。
二、没有电视的日子
今天,看电视成了象吃饭睡觉一样平常的事情,于是,我们几乎忘记了没有电视的日子。
在没有电视的时候,我们从广播、报纸中阅读新闻,我们依靠电影、杂志等媒介来获取娱乐。那时,生活完全是另外一种样子。没有那么多信息需要知道,没有那么多明星引起我们的关注,也没有那么多娱乐让我们高兴,当然,也没有那么多电视剧让我们感到烦闷或无聊。
在一些偏僻的山区,至今仍没有电视机。1991年我就走访过这样的村庄。整个村庄只有两台电视机,但只是摆设。因为打开电视机,人们只能看到“雪花”,不能看到图像。电视信号还不能到达深山里的村庄。但人们如此渴望了解外面的世界。村里的有线广播维修员,是个30岁左右的小伙子。每天,他坚持收听有线广播,将海湾战争的新闻写在村口的木板上,还根据战况的变化修改他的“海湾战局图”。在采访村里的孩子们时,我惊讶地发现,他们都知道“海湾战争”。
这个村庄没有电视,但通过有线广播和报纸顽强地与外界保持着联系。可惜所有的新闻都是经过这个维修员筛选的。我想如果有机会看电视的人,都希望自己亲眼看到那些新闻,需要选择的时候由自己选择,而不是别人代替自己选择。但当自己不能看新闻的时候,有人告诉你新闻就很不错了。
我也见过没有电视、同时又很封闭的山寨。1992年我去过这样一个山寨,我简直不能相信我的眼睛。山寨里过着很原始的生活,没有电视、广播和报纸。一些孩子看见我们嘀嘀咕咕,然后大声喊:“他们是美国人”,“美国人是敌人”,“把他们打出寨子”。我们就在乱石纷飞中离开了这里。“美国人是敌人”,这还是五十年代冷战时期的口号,中美关系早已进入了一个新的时期,但他们一无所知。同一年,我在上海遇到了一个戴着“随身听”的中学生,他告诉我,他要去美国留学。同一国家同一时代的孩子对美国的认识就是如此不同。
1996年5月我到河北山区的一个村庄去采访一位17岁的职业技术学校的学生。他正放假在家。我们一行人随他下田。空旷的山野,贫瘠的土地,极远处隐隐传来开山炮声使我感到到了另一个世界。但回到他家,电视正开着,我突然觉得我还在原来的世界上。我们所熟悉的敬一丹、赵忠详、倪萍正在电视上侃侃而谈,家里墙上贴着港台歌星的照片……正是电视把我们连在了一起。男孩对我们说,他特别喜欢看中央台的新闻节目、“军事天地”和河北台的“国防一刻钟”。
如果电视的人口覆盖率是86.2%的话,那么,我国还有约24%的人口,也就是说,至少还有3亿人还在过着没有电视的日子。没有电视,就没有信息的迅速传播,没有新观念的冲击,也缺少教育、经济、合作、交流的机会。对青少年来说,电视是一个了解外面世界的重要渠道。我们几乎无法估量电视对生活的巨大影响。在现代社会里,是否能把自己放在更广阔的世界里寻求发展,可以使人有完全不同的命运。
无论电视有多少缺点,我们都不能再过没有电视的日子了,除非我们发现了比电视更好的传播媒介。
三、电视的未来
在这一节里我们将描述有关未来电视的技术发展。这些技术有的正在试验之中,有的则已发展成熟。
◆电缆电视
有时我们也称为有线电视。它是由共用天线系统演变而来的,是一个相对独立的电视传播网络。科学家开始研究电缆电视,主要是为了解决山区、边远地区的电视接收问题。在这些地区,也包括城市里高楼林立的地区,电视屏幕总有“雪花”或“横竖道”,使人们不能看清楚图像。解决这个问题的方法就是使用较好的接收天线,接收无线电视信号,再用有线方式同我们家庭里的电视机联结起来,形成一个电视网络。50、60年代,国外就进行了有线电视的试验。70年代发射了同步通信卫星以后,有线电视就可以通过卫星传送电视节目了,这就大大增加了传送的节目套数。为了看到这些电视节目,没有接收问题的家庭也申请加入有线电视网。80年代中期,我国开始实验有线电视。到1992年的时候,我们还不太能接受这种收费的有线电视。那年的北京观众调查表明,近40%的观众表示,不愿意或不太愿意每月多花5、6元钱看有线电视。但今天,我们已经看到,如果有条件的话,很多家庭都愿意加入有线电视网,到1996年底,有线电视网的用户已达到5000万,当然是为了看到更多的、更好的电视节目。
◆图文电视
图文电视是从70年代开始研制的新技术,在欧洲最为发达。刚开始研制图文电视,是为了那些没有听力的人能够收看电视。研究者设想利用电视扫描的间隙传送文字和图形资料,使失听者也能顺利地理解电视节目。也就是说,在电视播出的一组节目后面,同时有另一组节目也正在播出,如果你有图文电视的解码芯片,你就可以看到这组节目。接收图文电视需要特殊的接收装置。
与电缆电视的发展一样,图文电视的发展逐渐背离了它的初衷。它的确能解决失听者看电视的问题,但更重要的是,它利用这种技术大大扩大了画面内容和服务范围。图文电视提供新闻、娱乐活动消息、体育比赛结果、天气预报、股市行情、旅游服务、购物信息、节目预告、交通信息等。观众收看图文电视,就象阅读报纸杂志一样,可以自由选择看哪一“页”。图文电视的单位也是“页”。英国、德国的图文电视大约300页,荷兰、意大利大约900页。
我国中央电视台在1994年11月28日开始正式播出图文电视节目。目前已经有中央台1、3频道、北京电视台、江苏电视台以及浙江、四川、山东、广东、辽宁、吉林等地的广播电视信息中心的图文节目开始播出。现在我们还不大知道图文电视,原因之一是还没有生产出更好的图文接收装置,使图文电视难以普及。但是,据专家预测,图文电视在未来是有发展前途的,因为它大大扩展了现有电视的功能。
◆高清晰度电视
进入70年代,一向喜欢在技术领域领先的日本人开始预测电视的发展方向。电视的下一步应该怎么走?他们认为,电视应该看起来更清晰、细腻,用技术用语表达就是:要有更高的分辨率,最好与我们看实物的感觉一样。他们相信,他们的高清晰度技术将代表全世界电视发展的方向。
到了90年代,高清晰度电视在日本研制成功,日本人开始享受高品质电视,并试图将它推向世界市场,想把它变成世界性的标准。纯粹是出于利益考虑,欧洲各国等拒绝了日本的推销,开始自己研制高清晰度电视。但这种拒绝给美国人、欧洲人一个重新思考的机会。他们在想,当电视观众在看电视的时候,是画面品质更重要,还是电视节目内容更重要?当画面品质达到一定标准时,还有没有必要再用高技术来发展画面品质?
关于高清晰度电视有很多争论。一种典型的观点是美国麻省理工学院媒介实验室教授尼葛洛庞帝提出来的。他说:“看电视的时候,你会抱怨图像的分辨率、屏幕的形状或画面的质量吗?大概不会吧。如果你有什么抱怨,一定是对节目内容不满意,比如你会抱怨,空有57个频道,却没什么可看的。”所以,尼葛洛庞帝认为,电视的升级换代,如果仅仅是为了影像的精致化,而不是为了节目的艺术性,那就是一个错误的决策。基于这种考虑,他在他的著作《数字化生存》中指出:“高清晰度电视是个笑话”。
那么,电视的前途在哪里?尼葛洛庞帝提出,电视的前途是研制和发展数字电视。当然,日本已在研制高清晰度电视方面投入了大量的资金,想放弃是很困难的。但欧洲共同体在1993年已经决定放弃研制模拟技术的高清晰度电视的计划,以迎接数字化时代的到来。
◆数字电视
什么是数字电视?从外表看,数字电视有更大的屏幕,更清晰的图像和高质量的声音,而且特别薄,相当于现在电视的十分之一,可以挂在墙上。数字电视的工作原理与以往的电视完全不同,从节目制作到信息传输、接收都不相同,这就需要彻底更换电视设备。那么,这么大的代价仅仅是为了得到更大的、更清晰的屏幕吗?尼葛洛庞帝说明,当然不是。他提示说:“理解未来电视的关键,是不再把电视当电视看待”。未来电视最重要的特征是:电视将与计算机技术融为一体,或者说,数字电视就是计算机化了的电视,即“电脑就是电视”。
既然电视就是电脑,那么,数字电视就有了电视和电脑的双重功能。利用数字电视,可以看电视、录像、电影,也可以使用电脑、互联网、联网电话、电子信箱、电脑游戏、家居购物等。尼葛洛庞帝在《数字化生存》中描述了这种新型电视:每天六点钟有晚间新闻,但电视能在你需要的时候传送给你;电视还可以专门为你编辑,你喜欢什么新闻,你就可以得到什么新闻;如果你想欣赏一场球赛,你可以选择观众席上的任何位置的角度来欣赏;大多数电视节目,不需要我们记住它们的播出时间,我们可以在想看的时候将节目下载到电脑中,就象我们在看报纸或书籍,可以随意浏览,可以调整观看次序一样,不受时间和日期的限制……以往电视只是由电视台向观众的单向传播,而数字电视则是一种交互式传播,观众可以享受大量的综合信息和娱乐服务。
数字电视离我们还有多远?1997年4月4日,美国联邦通讯委员会为四大电视公司(ABC、CBS、NBC与FOX)免费发放了数字电视的广播经营许可证。到2006年,美国全国将取消旧的电视系统,这就意味着美国现在的2.7亿台电视机8年之后将成为垃圾。我国在什么时候能普及数字电视,这还是一个未知数。有的专家提出需要一段时间过渡,即采用一种接收装置即可接收旧的电视系统信号,也可接收数字电视的信号。也有的专家提出了“钱”的问题,的确,发展数字电视需要大量的资金。这场正在发生的革命,对我们来说既是机遇,也是挑战。
电视的未来至今没有定论,仍然是个大有争议的问题。

古代发现

在中国,古人认为电的现象是阴气与阳气相激而生成的,《说文解字》有“电,阴阳激耀也,从雨从申”。《字汇》有“雷从回,电从申。阴阳以回薄而成雷,以申泄而为电”。在古籍论衡(Lun Heng,约公元一世纪,即东汉时期)一书中曾有关于静电的记载,当琥珀或玳瑁经摩擦后,便能吸引轻小物体,也记述了以丝绸摩擦起电的现象,但古代中国对于电并没有太多了解。

西元前600年左右,希腊的哲学家泰利斯(Thales,640-546B.C.)就知道琥珀的摩擦会吸引绒毛或木屑,这种现象称为静电(static electricITy)。而英文中的电(Electricity)在古希腊文的意思就是“琥珀”(amber)。希腊文的静电为(elektron)

近代探索

18世纪时西方开始探索电的种种现象。美国的科学家富兰克林(Benjamin Franklin,1706~1790)认为电是一种没有重量的流体,存在于所有物体中。当物体得到比正常份量多的电就称为带正电;若少于正常份量,就被称为带负电,所谓“放电”就是正电流向负电的过程,这个理论并不完全正确,但是正电、负电两种名称则被保留下来。此时期有关“电”的观念是物质上的主张。

富兰克林做了多次实验,并首次提出了电流的概念,1752年,他在一个风筝实验中,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。

从物质到电场

在十八世纪电的量性方面开始发展,1767年蒲力斯特里(J.B.Priestley)与1785年库仑(C.A.Coulomb 1736-1806)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(A.Voult)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。1831年英国的法拉第(M. Faraday)利用磁场效应的变化,展示感应电流的产生。1851年他又提出物理电力线的概念。这是首次强调从电荷转移到电场的概念。

电场与磁场

1865年、苏格兰的马克斯威尔(J. C. Maxwell)提出电磁场理论的数学式,这理论提供了位移电流的观念,磁场的变化能产生电场,而电场的变化能产生磁场。马克斯威尔预测了电磁波辐射的传播存在,而在1887年德国赫兹(H.Hertz)展示出这样的电磁波。结果马克斯威尔将电学与磁学统合成一种理论,同时亦证明光是电磁波的一种。

马克斯威尔电磁理论的发展也针对微观方面的现象做出解释,并指出电荷的分裂性而非连续性的存在,1895年罗伦兹(H.A.Lorentz)假设这些分裂性的电荷是电子(electron),而电子的作用就依马克斯威尔电磁方程式的电磁场来决定。1897年英国汤姆生(J.J.Thomson)证实这些电子的电性是带负电性。而1898年由伟恩(W.Wien)在观察阳极射线的偏转中发现带正电粒子的存在。

从粒子到量子

而人类一直以自然界中存在的粒子与波来描述“电”的世界。到了19世纪,量子学说的出现,使得原本构筑的粒子世界又重新受到考验。海森堡(Werner Heisenberg)所提出的“测不准原理”认为一个粒子的移动速度和位置不能被同时测得;电子不再是可数的颗粒;也不是绕著固定的轨道运行。

一九二三年,德布洛伊(Louis de Broglie)提出当微小粒子运动时,同时具有粒子性和波动性,称为“质—波二重性”,而薛定谔(Erwin Schrodinger)用数学的方法,以函数来描述电子的行为,并且用波动力学模型得到电子在空间存在的机率分布,根据海森堡测不准原理,我们无法准确地测到它的位置,但可以测得在原子核外每一点电子出现的机率。在波耳的氢原子模型中,原子在基态时的电子运动半径,就是在波动力学模型里,电子最大出现机率的位置。

随著科学的演进,人类逐渐理解“电”的物理量所能取得的数值是不连续的,它们所反映的规律是属于统计性的。

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