第十章 电与人的趣闻

世界上的众多科学家通过不懈的努力，为我们创造了电气化的生活。在他们所取得的辉煌成就背后，还有一些鲜为人知的故事。现在把真实的他们还原出来，呈现给广大读者。
 
马可尼发明无线电的故事
每年的5月17日是“世界电信日”，人们不能忘记发明无线电，为通信做出卓越贡献的先驱者——马可尼。
1844年，美国人塞约尔·莫尔斯发明了电报机，可是，这种电报机还不能传输话音，不能解决无线通信。
1895年5月7日，俄国的波波夫在彼德堡俄国物理化学会的物理分会上，当众表演了他发明的无线电接收机。当他的助手在大厅的另一端接通火花式电波发生器时，波波夫的无线电接收机便响起铃来；断开电波发生器，铃声立即中止。全场欢呼了，长时间为他鼓掌祝贺。
在同一年的6月，21岁的意大利青年马可尼利用火花放电器、感应线圈和电键做成一个发射机。他对当时的金属检波器进行了改装，并加装了天线，制成了一架接收机。他的无线电收发报机的通信距离达到了30米。
在经过了半年多的艰苦努力后，马可尼又将通信距离提高到两英里（1英里=1.61千米）。
马可尼通信取得成功之后，马上写信给意大利的邮电部长，请求政府给予资助，以便将无线电迅速投入使用，但这位部长对此却不感兴趣。马可尼无奈之下，只好带着他的收发报机来到了英国。马可尼来到英国之后，他的成果立即引起了人们的重视，他申请了专利，并得到了英国邮政总局总工程师威廉·普瑞斯的热情支持。在他的帮助下，马可尼又在英国进行了多次收发报表演，从邮政大楼到银行大楼之间的300英尺（1英尺=0.3048米）距离的收发报表演，到为一群陆军和海军军官表演，向2英里及5英里外的地方发送无线电信号，每一次都取得成功。在1897年时初，他的表演最远已达到10英里。
马可尼在英国取得成功的消息很快传到了意大利，意大利政府立即邀请马可尼回国，要在斯培西亚建造一个发射站，以便能用无线电信号与海上12英里的兵舰联系。从此，整个世界开始逐步认识到无线电波的实用价值。
马可尼以他极大的热情，雄心勃勃地进行科学实验，通信距离越来越远，实现了一个又一个目标。1897年5月18日，马可尼进行横跨布里斯托尔海峡的无线电通信获得了成功。
1898年，英国举行游艇赛，终点是距离海岸20英里的海上。《都柏林快报》特聘马可尼用无线电传递消息。游艇一到终点，他便通过无线电波使岸上的人们立即知道胜负结果，观众为之欣喜若狂。1899年，马可尼用心研究，改进了他的设备，他找到了控制振荡频率的方法，这样他可以不断地随时选择不同的波长。他把天线越架越高，发射距离越来越远。马可尼第一次用无线电波把英吉利海峡两岸联接了起来，英吉利海峡被马可尼征服了。
1900年，马可尼开始进行无线电波横越大西洋的实验，他在英属的牙买加的康沃尔架起200英尺高的发射塔，他又赶到加拿大的纽芬兰，两地相距3400千米。1901年12月12日，由于20根天线被大风刮倒，施放的气球也被吹跑，最后只好用风筝带上400英尺长的天线在冰天雪地的加拿大收到了英国发来的莫尔斯码“S”的三点信号。马可尼进行的横越大西洋通信试验的成功，标志着无线电波进入了实用阶段。
1914年，第一次世界大战爆发，马可尼在意大利陆军和海军中服役。他在服役期间进行了军事无线电研究，并且得到了应用。大战结束后，他被意大利国王任命为全权代表参加世界和平大会。1909年，他荣获了诺贝尔物理学奖。
1937年7月20日，马可尼病逝于罗马，罗马上万人为他举行了国葬，英国邮电局的无线电报和电话业务为之中断2分钟，以表示对这位首先把无线电理论用于通信的先驱者的崇敬与哀悼。
欧姆对电磁学的贡献
1787年，乔治·西蒙·欧姆出生于德国巴伐利亚埃尔兰根城。欧姆的父亲十分爱好哲学和数学，欧姆从小就在父亲的教育下学习数学，这对他后来进行研究工作有很大的帮助。欧姆的研究主要是在1817～1827年担任中学物理教师期间进行的。
欧姆第一阶段的实验是探讨电流产生的电磁力的衰减与导线长度的关系。在这个实验中，欧姆发现，电流的电磁力与导体的长度有关。欧姆在当时并没有把电势差（或电动势）、电流强度和电阻三个量联系起来。
在欧姆之前，还没有电阻的概念，但已经有人对金属的电导率（传导率）进行研究。1825年7月，欧姆用上述初步实验中所用的装置研究了金属的相对电导率。他把各种金属制成直径相同的导线进行测量，确定了金、银、锌、黄铜、铁等金属的相对电导率。
1826年，欧姆用实验装置导出了他的定律。1826年4月，欧姆发表论文，把欧姆定律改写为：X=KSA/L，S为导线的横截面积，K表示电导率，A为导线两端的电势差，L为导线的长度，X表示通过L的电流强度。如果用电阻I'=L/KS代入上式，就得到X=A/I'，这就是欧姆定律的定量表达式，即电路中的电流强度和电势差成正比而与电阻成反比。为了纪念欧姆对电磁学的贡献，物理学界将电阻的单位命名为欧姆（简称欧），以希腊字母Ω表示。
1欧定义为：当导体两端电势差为1伏特，通过的电流是1安培时，它的电阻为1欧。
柏克勒尔的发现
法国物理学家亨利·柏克勒尔出身于科学世家，他的整个家族一直都在研究荧光、磷光等发光现象。他的父亲提出了铀化合物发生荧光的详细机制。柏克勒尔自幼就对物理学相当痴迷，他在内心深处发誓一定要超出祖父和父亲所作出的贡献，为此，他付出了超过常人几倍的努力。
有一天，当他冒着刺骨的冷风参观完伦琴射线的照片后，他猜想X射线肯定与他长期研究的荧光现象有着密切的关系。为了进一步证实X射线与荧光的关系，他从父亲那里找来荧光物质铀盐，立即投入到紧张的实验中。
1896年2月，柏克勒尔把铀盐和密封的底片一起放在晚冬的太阳光下，一连曝晒了好几个小时。晚上，他梦寐以求的现象终于出现：铀盐使底片感了光！他又重复了好几次这样的实验。后来，他又用金属片放在密封的感光底片和铀盐之间，发现X射线是可以穿透它们使底片感光的。这样做了几次以后，他发现X射线穿透了他放置的铝片和铜片。这似乎更加证明，铀盐这种荧光物质在照射阳光之后，除了发出荧光，也发出了X射线。
1896年2月的一天，柏克勒尔正想重做以上的实验时，却遭遇了连续几天的阴雨天，没有太阳出来，他只好把包好的铀盐连同感光底片一起锁在了抽屉里。
1896年3月1日，他试着冲洗和铀盐一起放过的底片，发现底片照样感光了。铀盐不经过太阳光的照射，也能使底片感光。善于留心实验细节的柏克勒尔一下子抓住了问题的症结。接下来，他又增加了另外几种荧光物质。实验结果再度表明，铀盐使照相底片感光，与是否被阳光照射没有直接的关系。柏克勒尔推测，感光必是铀盐自发地发出某种神秘射线造成的。此后，柏克勒尔便把研究重心转移到研究含铀物质上面，他发现所有含铀的物质都能够发射出一种神秘的射线，他把这种射线叫作“铀射线”。
他后来经研究又发现，铀盐所发出的射线不仅能够使照相底片感光，还能够使气体发生电离，放电激发温度变化。铀以不同的化合物存在，对铀发出的射线都没有影响，只要化学元素铀存在，就有放射性存在。柏克勒尔的发现，被称作“柏克勒尔现象”，后来吸引了许多物理学家来研究这一现象。
发明电报的画家
1791年4月27日，萨缪尔·莫尔斯生于美国马萨诸塞州查理镇，父亲是知名的地理学家。莫尔斯在耶鲁大学美术系毕业时，只有19岁。1832年秋天，已任美国国立图画院院长的莫尔斯从欧洲考察和旅游回国时，在一艘从法国勒阿弗尔港驶往美国纽约的“萨利”号邮轮上认识了一位美国医师、化学家、电学博士查理·托马斯·杰克逊。当时杰克逊参加了在巴黎召开的电学讨论会后回国，谈到了新发现的电磁感应，引起了莫尔斯的极大兴趣。
他利用在船上休闲的时间兴致勃勃地阅读了杰克逊借给他的有关论文和电学书本，莫尔斯萌发了一个遐想：铜线通电后产生磁力，断电后失去磁力。如果利用电流的断续做出不同的动作，录成不同的符号，通过电流传到远方，不是可以创造出一种通信工具吗？
他越想越入迷，于是下决心去完成“用电通信”的发明。莫尔斯回到国立图画院后，利用业余时间刻苦钻研电学。为了缩短自学的时间，他特地拜电学家亨利为师，定时去听课，学做实验。每逢假日和晚上，莫尔斯经常独自一人在实验室里，集中精力边学习边设计边试验。他苦干了4年后，终于制造出了首台电报样机。
可是，他连续多次试机，却发现磁铁毫无动作。他万分焦急地找到教授肯尔，向他求教。肯尔认为磁铁上绕的电线太少了，并建议他多绕几圈后再试试。莫尔斯遵照肯尔的指点，回到实验室重新绕电线，磁铁真的动作起来了。
1837年9月4日，莫尔斯发明的电报机只能传送信号500米。但他毫不气馁，继续研究。他从亨利老师的发明中得到了灵感，终于创造出了一种起接力作用的继电器，解决了远距离信号减弱的问题。
莫尔斯还请来朋友维耳当助手，两人创作出了用点和划符号的不同排列来表示英文字母、数字和标点，成为电信史上最早的编码，后被称为“莫尔斯符号”。他与维耳还研制成了电报音响器，可以在收电报的同时，通过电码声音直接译出电文，大大缩短了收报译文的时间。
为了使电报样机迅速得到试验鉴定，莫尔斯与维耳多次研究考察，拟定了在华盛顿与马利兰州的巴尔的摩两城市间架设第一条40千米长的高空试验性电报线路计划。几经波折，该计划于1843年得到美国国会的拨款支持。1845年5月24日，在美国国会大厦举行的世界上第一次收发电报公开试验获得了成功。
1854年，美国最高法院正式确定莫尔斯的发明专利权。这位画家成为电报发明家的故事传遍了世界！
贝尔发明电话的故事
1847年3月3日，亚历山大·贝尔出生在英国的爱丁堡，他的父亲和祖父都是颇有名气的语言学家。
1869年，22岁的贝尔受聘于美国波士顿大学，成为这所大学的语音学教授。贝尔在教学之余，还研究教学器材。有一次，贝尔在做聋哑人用的“可视语言”实验时，发现了一个有趣的现象：在电流流通和截止时，螺旋线圈会发出噪声，就像电报机发送莫尔斯电码时发出的“嘀答”声一样。
思维敏捷的贝尔马上想到：如果能够使电流的强度变化，模拟出人在讲话时的声波变化，那么电流将不仅可像电报机那样输送信号，还能输送人发出的声音，这也就是说，人类可以用电传送声音。贝尔将自己的这个想法告诉了他电学界的朋友，希望从他们那里得到有益的建议。然而，当这些电学专家听到这个奇怪的设想后，有的不以为然，有的付之一笑。
在朋友那里碰壁后，他没有灰心。他决定向电磁学泰斗亨利请教。亨利听了贝尔的介绍后，鼓励他说这是一个好主意，他一定会成功的，并建议他去学电磁学。
得到亨利的肯定和鼓励后，贝尔觉得自己的思路更清晰了，决心也更大了。他暗暗打定主意一定要发明电话。
此后，贝尔便扎进图书馆广泛阅读电磁学知识。有了坚实的电磁学理论知识，贝尔便开始筹备试验。他请来18岁的电器技师沃特森做试验助手。接着，贝尔和沃特森开始了试验。
两年后的1875年5月，贝尔和沃特森研制出了两台粗糙的样机。这两台样机是在一个圆筒底部蒙上一张薄膜，薄膜中央垂直连接一根炭杆，插在硫酸液里。人对着它讲话时，薄膜受到振动，炭杆与硫酸接触的地方电阻发生变化，随之电流也发生变化；接收时，因电流变化，也就产生变化的声波。由此实现了声音的传送。
可是，经过多次验证，这两台样机还是不能通话，试验再次失败。经反复研究、检查，贝尔确认样机设计、制作没有问题。一天夜晚，贝尔站在窗前锁眉沉思。忽然从远处传来了悠扬的吉他声，那声音清脆而又深沉，美妙极了!贝尔从吉他声中得到启迪，制作出了音箱。
1875年6月2日，他们又对带音箱的样机进行试验。贝尔在实验室里，沃特森在隔着几个房间的另一头。贝尔一面在调整机器，一面对着送话器呼唤。忽然，贝尔在操作时，不小心把硫酸溅到腿上，他情不自禁地喊道：“沃特森先生，快来呀，我需要你!”
“我听到了，我听到了。”沃特森高兴地从那一头冲过来。他顾不上看贝尔受伤的地方，把贝尔紧紧拥抱住。
接下来，贝尔一边对样机进行完善，一边利用一切机会宣传电话的使用价值。两年之后的1878年，贝尔在波士顿和纽约之间进行了首次长途电话试验，结果也获得了成功。在这以后，电话很快在北美各大城市盛行起来。
莫奇里发明电子计算机的故事
1930年，美国物理学博士莫奇里在研究物理的过程中，常常被大量枯燥、繁琐的计算所困扰，为此，他研制出了一台模拟计算工具——谐波分析机和一台不大的专用计算机。可这两种机器的运算速度都很慢。
1940年，电子管的诞生给莫奇里以极大的信心。他相信，将电子管应用于计算装置必定会提高计算速度。可是，他绞尽脑汁也没能想出应用电子管的设计方案。
1941年1月15日晚，为研制工作停滞不前而苦恼至极的莫奇里在报纸上看到一条简讯：物理教授约翰·阿塔纳索夫博士正在制造一台工作原理近似于人脑的机器。这台机器将包括300多支真空管，并将用于解决复杂的代数。机器占地面积相当于大办公桌，完全用电学器件制成，并用于科学研究。
莫奇里激动地看了几遍简讯，他兴奋得彻夜未眠。第二天，莫奇里启程前往依阿华州，他要登门拜访阿塔纳索夫。
阿塔纳索夫热情地接待了莫奇里。他详细地向莫奇里介绍了自己研制电子计算机的过程，还细致地说明了自己的设计方案。莫奇里聚精会神地听着阿塔纳索夫的说明，不时还提些自己不理解的问题，阿塔纳索夫一一给予了解答。莫奇里要告辞时，阿塔纳索夫从抽屉里取出一本笔记本，并将它郑重地交给莫奇里，笔记本里面记录了有关的设计思路。
回到宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院后，莫奇里仔细地对阿塔纳索夫提出的设计方案进行了推敲。
1942年8月，莫奇里与该学院的研究生、23岁的艾克特开始一起研制电子计算机，将设想付诸实践。
因研制需要巨额的资金，当时莫奇里向阿伯丁军方代表格尔斯坦中尉推荐了自己的电子计算机设计方案，并陈述了电子计算机对军事方面的重大意义。格尔斯坦对此表现出极大兴趣。他向上级部门汇报了这一设想。
1943年4月9日，在阿伯丁，一个决定电子计算机制造工作是否上马的决策会议召开了。在听完格尔斯坦的简单说明后，陆军部科学顾问、著名数学家维伯伦对阿伯丁弹道实验研究所的所长说：“把经费拨给他们。”就这样，人类历史上第一台计算机研制工作的序幕拉开了。
研制小组由200多位专家组成。莫奇里担任总设计师，艾克特担任总工程师。经过两年多的艰苦劳动，耗资50万美元，终于研制出了世界上第一台电子计算机，它被命名为“电子数值积分计算机”，简称“ENIAC”。
这台电子计算机是一个庞然大物，它占据了面积达170平方米的6大间房子，重达30多吨。在它里面装用了1.8万个电子管，1500个继电器。它每秒钟可做5000次加减法或400次乘法，比当时已有的继电器式计算机的计算速度要快1000倍。
ENIAC的诞生具有划时代的意义，它揭开了电子技术在计算机上应用的新纪元。
世界上最早的验电器
当松树脂滴在地上，经过成千上万年的演变，最终会变成一种美丽的、亮晶晶的化石，人们称之为琥珀。
琥珀因晶莹、透明且有美丽的光泽，很早以前的希腊工匠们就将其磨成珍贵的装饰品出售。令人意想不到的是，它竟与电结下了不解之缘。
公元前585年的一天，古希腊哲学家、数学家泰利斯拿出自家珍藏的一枚琥珀欣赏，忽然发现琥珀上有一些灰尘，泰利斯心疼地在长袍上反复擦拭着。当他小心翼翼地将其放回桌上时，发现桌上的一片羽毛自动靠近了琥珀。泰利斯很奇怪，于是又擦了几下琥珀，将其放回原处后，那片羽毛竟吸在了琥珀上。这个现象引起了泰利斯浓厚的兴趣，他接下来反复地摩擦琥珀，并把一些羊毛类的轻小物体放到琥珀旁边，它们都能被琥珀吸引过去。而且，摩擦的时间越长，这种吸引作用就越强。由于当时的科技水平还很低，泰利斯无法解释这个现象。于是他就把这种现象记录了下来，留待后人去研究。
其实，这种现象就是“摩擦起电”。当毛皮摩擦过橡胶棒后，橡胶棒会带上负电荷，而丝绸摩擦过的玻璃棒上会带上正电荷。
直到1600年，英国的著名医生吉尔伯特在研究磁石时，才进一步研究了琥珀吸引轻小物体的现象。在研究过程中，他还逐渐发现了其他一些东西（如玻璃、橡胶、火漆、硫磺等物体）摩擦后也能带电的事实，并自制了世界上最早的验电器。
琥珀带来的现象，使人类开始认识并研究电了。
 
世界上最早的偷电贼
1902年，日本东京高等法院曾经审理过一桩特殊的“盗窃案”。原告是横滨电气公司的代表，被告是一个暗自用电而不付电费的人。公诉人控告被告是犯了“盗窃罪”的小偷。
但被告却为自己辩护说，盗窃必然是偷了“东西”，“东西”是看得见、摸得着、有轻重、有大小的实体，“电”不具有这些特点，盗窃罪名是不成立的！
为了强调“电不是个东西”，被告还问法官：“法官先生，你能否告诉我，电的体积有多大？分量有多重？形状又如何？”而且他还向旁听席上的人们发出询问：“在座的有哪位看见过电？”
被告这样振振有词地为自己辩护，不仅全场哗然，连法官也不知如何是好。再加上应邀出庭作证的东京帝国大学的田中教授说：“电，是一种以太的振动现象，不能被看作是一种实体……”于是，法庭只好将被告无罪释放。
这就是有名的“电不是个东西”的故事。
横滨电气公司的代表对东京高等法院的判决不服，对田中教授的证词也不信服，于是向日本大审院上诉。横滨电气公司认为，所谓用户用电，就是消耗电能，而这消耗的电能来源于发电机中所进行的能量转化，而这电能的输送又离不开电场的作用。所以“偷电”，就是偷用了“电场”这种物质。
日本大审院经过一年多时间的审理，最终判决偷电贼有罪。
虽然大审院当时的判决比较勉强，但它的结论是对的。如果偷电可以不犯罪，那么再也不会有人交电费了，谁还敢办发电厂？
为了防止再有人偷电，1907年日本议会修改了刑法，在法条中加上这样的话：“电流应看作一种财物，如果任意拉线偷电，应看作是偷他人财物而犯了偷电罪。”这条追加的说明，至今还保留在日本刑法中。
父子对电子的争论
自从1901年诺贝尔奖开始颁发以来，曾有三对父子获得过物理学奖，在世界传为佳话。他们分别是英国的布拉格父子、丹麦的玻尔父子和瑞典的塞格巴恩父子。
在电子研究方面也出现了一对父子，他们是英国物理学家J·J·汤姆生和G·P·汤姆生。
1897年，英国物理学家J·J·汤姆生在通过对阴极射线的研究过程中发现了电子，他确认电子是带负电的粒子。他还通过阴极射线在电场和磁场中的偏转，利用质谱仪的原理测定了电子的“荷质比”。从此，电子就作为一种基本粒子活跃在物理学的领域。
1927年，J·J·汤姆生的独生儿子G·P·汤姆生用快速电子得到了一张电子衍射照片，成为电子波存在的实验证据，并且从中计算出的波长与德布罗意的理论值完全吻合。从此，电子又以“波”的姿态出现在物理学领域。
波粒二象性是微观世界的普遍规律，汤姆生父子对电子虽然各说一面，父亲说电子是粒子，儿子说电子是波，其实他们都没有说错，但完整的应该是把他们的说法合起来。
闪电猎人
雷电探索之旅坎坷不平，但人类总有一批批不畏艰难困苦，甚至不惜牺牲生命的科学家前赴后继，才使得属于全人类的科学事业不断向前开拓。
在17世纪的一天，闪电击中了一家制造皮靴的作坊，人们发现所有的钉子和缝针全粘到铁锤和铁钳上去了。大家费了很长时间才把这些东西一个个地取了下来。为什么闪电会使这些铁器获得了磁性呢？
1681年7月的一天，闪电又打在一艘航船上。它烧坏了船上的一些设备，可是更糟糕的是，船上的三个罗盘全都失去了效用，水手们再也无法用它来判定方向。是什么原因让闪电使这些罗盘失去了磁性呢？
为了弄清楚其间的关系，人们还曾经尝试过“捕捉”闪电。1753年，俄国科学家罗蒙诺索夫和他的朋友李赫曼把高高的铁杆竖上了屋顶，并且用导线小心地把它和屋子里的仪器连接起来。为了证实闪的是电，导线必须和大地绝缘。但是，这样就导致了严重的后果。7月26日，满天乌云，一阵大雷雨就要来临。李赫曼匆匆地赶回家，他要认真地看一看大气中放电的现象，证明罗蒙诺索夫论断的正确。
李赫曼走进满放仪器的屋子，工作的责任性和认真的研究态度使他不由自主地俯身下去对仪器作一番使用前的检查。可就在这一刹那间，一个浅蓝色的拳头似的火球向李赫曼的前额扑去。他不声不响地倒下了，从此再也没有苏醒。等到罗蒙诺索夫闻讯赶到的时候，已经无法挽救李赫曼的生命。这一沉重的打击并没有阻挡罗蒙诺索夫探求真理的决心。他仔细地分析了事故的原因，罗蒙诺索夫深刻地指出，雷电的力量是可以避免的，铁杆应该竖在雷电可能打到的空旷之处。罗蒙诺索夫勇敢地继续试验。
1756年8月，罗蒙诺索夫以确凿的证据断定了闪是一种短暂的电流，就是这种短暂的“电流”引起了严重的起磁和失磁！
1752年6月，富兰克林和他的儿子威廉在一个空旷地带进行了风筝试验。那天雷电交加，大雨倾盆，当他们父子俩焦急地期待着时，一道闪电从风筝上掠过，富兰克林用手靠近风筝上的铁丝，立即掠过一种恐怖的麻木感。他抑制不住内心的激动，大声呼喊：“威廉，我被电击了！”随后，富兰克林又用雷电进行了各种电学实验，证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。
 
电灯问世的故事
很久以来，人们一直使用火光来照明，直到1800年意大利人伏打发明了电池后才有变化。把电转化为光用作照明，是从英国科学家戴维开始的。他用2000组伏打电池为电源，发明了电弧灯。但电弧灯价格昂贵，光线太强，不适宜普通照明。
英国人戴维曾发现，当电流通过较细的白金丝时，白金丝会发出微弱的光，但白金丝在空气中很快就烧掉了。但这微弱的光亮，却使美国的爱迪生看到了前进的方向。
爱迪生通过不断的研究和实验后，最终认为必须解决两个问题：一是玻璃泡里的空气问题，白金丝被烧掉是空气里的氧气造成的，因此必须把玻璃泡里的空气抽成真空。二是改进灯丝，寻找一种耐高温的导体材料。
解决第一个问题相对来说比较容易，因为英国化学家克鲁克斯在1875年曾经发明过一种既迅速又经济的真空技术。
但是，第二个问题是难以解决的。究竟用什么材料来做灯丝呢？爱迪生绞尽脑汁，苦思冥想。他先后试验了1600种矿物和金属耐热材料，结果都失败了。
1879年10月1日，爱迪生在《科学的美国人》杂志上看到了英国电技工程师斯旺用碳丝做灯丝的报道，便开始研制碳丝灯泡。在克服各种困难后，爱迪生终于把一根棉线烧成了碳丝。
1870年10月21日，爱迪生把这根碳丝小心翼翼地装进灯泡里，并抽出了灯泡里的空气，然后把抽气口密封起来。当他给灯泡接通电流时，灯丝发出了夺目的光辉。世界上第一盏白炽灯亮了45个小时。
后来，爱迪生又制出了几个碳丝灯，亮的时间也没有延长多少，于是他继续寻找高质量的灯丝。他先后试用了600多种植物纤维，后来发现用一种日本产的竹子的碳化纤维做成的灯丝，寿命长达1200小时。于是，他派人到东方收购竹料，并开始大批量生产白炽电灯。
1882年，爱迪生在纽约建立了一个发电站，架起了相应的电力输送网，推广使用他的白炽电灯。
后来，人们用钨丝做灯丝，并在灯泡内注入一种惰性气体，大大延长了灯泡的寿命。这就是我们一直使用的电灯泡。
爱迪生发明的白炽电灯，驱走了人类几千年的暗夜，使人类第一次真正看到了电能的光辉。
爱迪生与二极电子管擦肩而过
美国人爱迪生被誉为世界发明大王，在他所获得的众多成就面前，却有一件令他终身遗憾的事。
这件事发生在1883年，当时爱迪生发明的白炽电灯泡是碳丝的，由于碳丝的蒸发，这种灯泡的寿命很短。为了延长灯泡的寿命，爱迪生试验用别的耐燃耐热材料来做灯丝。他先后选用了600多种材料，做了几千次的试验，但都没成功。于是，爱迪生把注意力又转向设法阻止或减缓碳的蒸发上。
有一天，爱迪生想到，如果在碳丝灯泡内再装入一根铜丝，或许可以阻止碳丝的蒸发，从而延长灯泡的寿命。这次实验，在延长灯泡寿命方面依然失败了。但爱迪生却从这一次实验中，发现了一个对后来电子技术有重大应用的现象。这个现象就是：当灯泡内碳丝通电发热后，未与电源接通的铜丝里出现了微弱的电流。
爱迪生抓住这一新发现继续研究下去，终于发现了热电子发射现象，这种现象被称为“爱迪生效应”。
可惜，或许是爱迪生太注意和急于改进灯泡了，他只停留在发现了热电子发射现象，而没有预感到这种现象可能带来的科学技术上的重大意义。
爱迪生发现的热电子发射现象，引起了科学界的极大重视。英国科学家弗来明在“爱迪生效应”被发现后的第二年，根据自己对“爱迪生效应”的理解，设计制造了世界上第一只二极电子管。弗来明发明的二极电子管在技术上的意义远远超过了爱迪生的电灯泡，爱迪生在取得自己最重大的成就时留下了终身的遗憾。
 
科拉顿的失败
1820年，奥斯特的磁效应发表后，在科学界引起极大反响，“磁生电”也就成为当时许多科学家的愿望。
1825年，瑞士物理学家科拉顿做了一个实验：他将一根磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈，以此来观察在线圈中是否有电流产生。但是在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把接在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里。他想，产生的电流应该是“稳定”的，插入磁铁后，如果有电流，跑到另一间房里观察也来得及。就这样，科拉顿开始了实验。然而，无论他跑得多快，他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置。科拉顿失败了。
其实，科拉顿的实验装置设计得完全正确，如果磁铁磁性很强，导线电阻不大，电流计十分灵敏，那么在科拉顿将磁铁插入螺旋线圈时，电流计的指针确实是摆动了的。只不过科拉顿没有看见，他跑得还太慢，连电流计指针往回摆也没看见。
科拉顿去世后，法拉第终于在1831年8月观察到了电磁感应效应。
 
法拉第的电磁感应
迈克尔·法拉第，是近代电磁学说的第一个奠基人。
法拉第生长在一个贫苦的铁匠家庭里，由于生活的逼迫，他不得不在12岁就上街卖报，13岁便离开了家庭，到乔治·利勃书店去学习装订书籍的手艺。
法拉第从小十分喜爱科学，他常常利用工作的闲暇学习知识。他贪婪地阅读着一本本交来装订的书籍，这些书籍使他很快便了解了前人的许多重大成就。星期天和晚上，他总挤出时间去听那些公开举行的演讲。
有一次，他听了当时英国化学家汉弗莱·戴维的演说，随后，他给戴维寄去了一封信，请求在戴维的身边工作。戴维完全理解这个热情的青年工人的心情，于是把他安排在自己的实验室里做一些洗涤、打扫的工作。由于法拉第杰出的才能，不久他就开始了独立的研究工作。到了1824年，法拉第的名声已经传遍了英国的科学界了。
从1824年开始，法拉第就专心致力于电现象和磁现象的研究。他发现，不但放在磁铁附近的磁针会发生偏转，如果把磁铁放在撒满铁屑的纸板下面，再轻轻地敲击纸板，铁屑会排成一个对称的美丽的图形。铁屑有规则的排列说明了纸板下面的磁铁对它们产生了影响，就好像电场会使短发和碎草有规则地排列起来一样，在磁铁的周围也一定存在着“磁场”。法拉第还发现，磁场不仅存在于磁铁的附近，在有电流通过导线的时候，在导线的周围也会产生磁场。
电流既然会产生磁场，反过来，磁场能不能产生电流呢？
法拉第又开始了新的尝试。他把一条67.1米长的导线绕在圆筒上，用电流计接住两端，然后再把一根条形磁铁插进圆筒。法拉第猜想，这个外加上去的磁场应当会产生电流。他满怀着希望跑到电流计的前面，结果电流计的指针却一动不动。
法拉第仔细检查了一遍仪器和接线后，再次进行实验。等他跑到电流计前面的时候，电流计的指针还是指在“0”上。可是他并没有灰心，他思索着失败的原因。法拉第猛然闪过了这样一个念头：电流只有发生在磁棒插入或者拔出线卷的转瞬之间，磁棒与线卷的相对运动是由磁产生电的必要条件。
于是他装好仪器，重做试验，两眼紧紧地盯住在电流计上。果然，就在磁铁插入圆筒的一刹那间，电流计的指针动了，它显示了磁场产生电流的成功。
法拉第又设想：既然变化的磁场会引起电流，而电流又能产生磁场，那么用变化的电流就可以获得变化的磁场，有了变化的磁场就能有电流，所以通过电磁感应的方法，用电流来产生电流应当是可能的。法拉第再次进行了实验，这次实验证实了他的设想。
法拉第以半生辛勤的劳动，找到了电现象和磁现象的联系，找到了电磁感应的规律，为电学的发展和应用作出了重大的贡献。
 
电磁波的预言者
1831年11月13日，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦生于苏格兰的爱丁堡，他是继法拉第之后集电磁学大成的伟大科学家。
麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果。
麦克斯韦大约是在1855年开始研究电磁学，他在潜心研究了法拉第关于电磁学方面的新理论和思想之后，坚信法拉第的新理论包含着真理。于是他抱着给法拉第的理论“提供数学方法基础”的愿望，决心把法拉第的天才思想以清晰准确的数学形式表示出来。他在前人成就的基础上，对整个电磁现象作了系统、全面的研究，凭借他高深的数学造诣和丰富的想象力，将电磁场理论用简洁、对称、完美数学形式表示出来，经后人整理和改写，成为经典电动力学主要基础的麦克斯韦方程组。
据此，他于1865年预言了电磁波的存在，电磁波只可能是横波，并计算了电磁波的传播速度等于光速，同时得出结论：光是电磁波的一种形式，揭示了光现象和电磁现象之间的联系。1888年，德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在。麦克斯韦于1873年出版了科学名著《电磁理论》，系统、全面、完美地阐述了电磁场理论，这一理论成为经典物理学的重要支柱之一。
伦琴发现X射线的故事
1895年11月8日的晚上，德国慕尼黑伍尔茨堡大学的一个房间里的灯光下，年过半百的伦琴凝视着一叠灰黑色的照相底片在发呆，陷入了深深的思考中。他在思索什么呢？
原来，伦琴以前做过一次放电实验，为了确保实验的精确性，他事先用锡纸和硬纸板把各种实验器材都包裹得严严实实，并且用一个没有安装铝窗的阴极管让阴极射线透出。可是现在，他却惊奇地发现，对着阴极射线发射的一块涂有氰亚铂酸钡的屏幕发出了光，而放电管旁边这叠原本严密封闭的底片也变成了灰黑色——这说明它们已经曝光了！
这个现象引起了伦琴的注意，使他产生了浓厚的兴趣。他想：底片的变化恰恰说明放电管放出了一种穿透力极强的新射线，它甚至能够穿透装底片的袋子！他将这种射线取名为“X射线”。伦琴接着开始了对这种神秘的X射线的研究。
他先把一个涂有磷光物质的屏幕放在放电管附近，结果发现屏幕马上发出了亮光。接着，他尝试着拿一些平时不透光的较轻物质，比如书本、橡皮板和木板等放到放电管和屏幕之间去挡那束看不见的神秘射线，可是都不能把它挡住，在屏幕上几乎看不到任何阴影，它甚至能够轻而易举地穿透15毫米厚的铝板！直到他把一块厚厚的金属板放在放电管与屏幕之间，屏幕上才出现了金属板的阴影——看来这种射线还是没有能力穿透太厚的物质。实验还发现，只有铅板和铂板才能使屏幕不发光，当阴极管被接通时，放在旁边的照相底片也将被感光，即使用厚厚的黑纸将底片包起来也无济于事。
接下来发生了更为神奇的现象。一天晚上，伦琴很晚也没回家，他的妻子来实验室看他，伦琴要求他的妻子用手捂住照相底片。当显影后，夫妻俩在底片上看见了手指骨头和结婚戒指的影像。这一发现就像给了人们一副可以看穿肌肤的“眼镜”，能够使医生的“目光”穿透人的皮肉透视人的骨骼，清楚地观察到活体内的各种生理和病理现象。根据这一原理，后来人们发明了X光机，X射线已经成为现代医学中一个不可缺少的助手。
1901年，伦琴成为世界上第一个荣获诺贝尔奖物理奖的人。人们为了纪念伦琴，就将X射线命名为伦琴射线。
紫禁城里无电话
我国最早的电话局出现于1882年2月21日，当时丹商大北电报公司在上海外滩设立了电话交换所，只有二三十个用户和一个设在所内的公用电话。
直到1903年后，慈禧太后才同意在颐和园内安设电话，但她严禁在紫禁城里装设电话。她明白这种先进的通讯方式的特殊作用，害怕电话给她带来麻烦，因而赶紧把“严令”早早宣布。
果然，1904年12月初，光绪皇帝要设置从皇宫到电灯公所之间的电话。这下可难坏了电灯委员。皇帝有旨，太后有谕，他谁也不敢得罪，只好托词回答说：“此物中不全，应在外洋购买。”光绪大怒，限他一天之内办来。这位电委大人只好赶紧找王公大臣们商量对策，然而，众大臣面面相觑，束手无策。最后，还是一个姓王的太监替电委大人解了难，他对光绪说：“万一设立电话，太后问及，将如何？”这明明是用慈禧太后来恫吓光绪，光绪不敢硬抗，但又不愿罢休，他想让王太监去向慈禧做一下“请示”。然而王太监却说：“奴才何人？万死亦不敢奏。”光绪无奈，此事只好作罢。
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导体的电阻与温度的关系
一个导体的电阻R不仅取决于导体的性质，它还与工作点的温度有关。对于有些金属、合金和化合物，当温度降到某一临界温度T℃时，电阻率会突然减小到无法测量，这就是超导电现象。
导体的电阻与温度有关。一般来说，金属导体的电阻会随温度升高而增大，如电灯泡中钨丝的电阻。半导体的电阻与温度的关系很大，温度稍有增加电阻值即会减小很多。通过实验可以找出电阻与温度变化之间的关系，利用电阻的这一特性，可以制造电阻温度计。
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电子二极管
电子二极管是只具有一个阴极与一个阳极（板极）的电子管。它是靠被灯丝加热的阴极发射电子导电的。具有单向导电性能，即阳极电位高于阴极时，阴极发射的电子在电场的作用下，向阳极运动形成电子流。而阴极电压比阳极高时，电子所受到的电场力是将电子拉回阴极的，不能产生电流，一般用于整流与检波，有真空与充气（充有惰性气体）两种电子二极管。充气二极管也可以做稳压、指示、控制之用。