【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。 

第一章静电学

【山话||  本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳；热量的单位卡路里等于4.186焦耳。另外这套老教材中的力的单位常用公斤，如今是不允许的，力是不能使用公斤为单位的。】 

§1-1带电现象

【01】在这一章里，我们所要讨论的现象，统称为静电现象。有关静电现象的这一部分知识叫做静电学，它是全部电学知识的基础。

【02】一切电现象都离不开电场的作用。与静电现象有关的电场叫做静电场。我们将以静电场的基本特性作为这一章的中心内容，并环绕着它讨论一些重要的静电现象，以及这些现象的基本理论和实际应用。

【03】我们已经知道，整个自然界是由不断运动着的物质所组成，绝对静止的物质是不存在的。电也是一种物质，所以它也是在永不停息地运动着，根本不会有静止不动的电。所谓静电，是指没有定向运动的电而言。所谓静电现象，则是指电在没有定向运动时所产生的现象。

【04】电灯、电话、电动机等装置的工作原理，都要牵涉电在流动时所产生的现象，它们不属于本章所要讨论的范围，而将在以后各章中逐步加以讨论。为了学好以后各章，必须首先学好静电学这一章。

1、摩擦起电

【05】远在纪元前七世纪，古希腊人退利斯就曾发现，被毛皮或毛织物摩擦过的琥珀能吸引纸屑、头发等轻微的物体。我国东汉时代的学者王充在他所著《论衡》一书中，也有“顿牟掇芥”的记载。“顿牟”就是琥珀，“掇芥”就是吸引轻微物体的意思。后来，到了纪元1600年，英国的医生兼物理学家吉伯又发现，除了琥珀之外，还有许多物体，如玻璃、火漆、硫黄、水晶和胶木（硬橡胶）等，在和呢绒或丝绸摩擦后，也有吸引轻微物体的本领（图1·1）。

【06】这种吸引轻微物体的现象，我们把它叫做带电现象。物体有了这种吸引轻微物体的性质，我们就说它带了电，或说它有了电荷。带电的物体就叫做带电体。

【07】使物体带电叫做起电。用摩擦的方法使物体带电叫做摩擦起电。

习题1-1(1)

1、把一块洗净擦干的玻璃板，架在平放在桌面上的两本练习簿上。在玻璃板的下面、两本练习簿中间的桌面上，放一些剪得很碎的纸屑。然后用干燥的手帕在玻璃板的上面摩擦，观察所发生的现象。

2、把胶木棒或胶木笔杆的一端放在干燥的毛织物上使劲摩擦，然后把它移近轻微的纸屑，观察所发生的现象。（当心不要用手抹拭摩擦过的胶棒）

3、把自来水龙头稍稍转开，维持一线水流。拿上题中已经带了电的胶棒靠近水流（不要碰着），试观察所发生的现象。

2、两种电荷

【08】用毛皮摩擦两根火漆棒或胶木棒。把其中的一根用钩子悬挂起来（见图1·2），拿另一根靠近它，可以看到它们互相推斥。

【09】用丝绸摩擦两根玻璃棒。把其中的一根悬挂起来，拿另一根靠近它，也可以看到它们互相推斥。

【10】如果改用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近用毛皮摩擦过的胶木棒，或用毛皮摩擦过的胶木棒去靠近用丝绸摩擦过的玻璃棒，则它们互相吸引。

【11】实验的结果说明什么呢？

【12】首先，它说明电荷间存在着相互作用的斥力或吸力；其次，它说明上述胶木棒和玻璃棒所带电荷的性质不同；最后，我们还可以从这里看出一个规律：同种电荷互相推斥，异种电荷互相吸引。

【13】在1747年，美国科学家富兰克林把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷，把用毛皮摩擦过的胶木棒所带的电荷叫做负电荷。实验证明，所有其他的物体，无论用什么方法起电，所带的电荷不是和上述玻璃棒上的电荷（正电荷）相同，便是和上述胶木棒上的电荷（负电荷）相同。所以我们说：在自然界里只存在正、负两种电荷。

3、导电体和绝缘体

【14】把带电体和不带电体相接触，总会有一部分电荷从带电体跑到不带电体上去，使它也变成了带电体。这种使物体带电的方法叫做接触起电。

【15】用接触的方法使物体带电，如果电荷停留在接触过的部分，而不显著地向其他部分传递，那么这种物体就叫做绝缘体。绝缘体又叫做电介质（此处的介字不可写成解字）。玻璃、石蜡、火漆、琥珀、松香、丝绸、胶木、瓷器等都是很好的绝缘体。

【16】能把所得到的电荷迅速传递到其他各部分的物体叫做导电体。导电体又简称为导体。各种金属材料、人的身体和地球等都是很好的导电体。此外，还有各种酸、碱、盐的溶液也是良好的导电体。

【17】还有一种导电能力介于导电体和绝缘体之间的物体，如树木、纸张、大理石以及一些非金属结晶体（硅、硒等），叫做半导体。

【18】导电体、半导体和绝缘体彼此之间并没有确定的界限，只是在导电的程度上有着大小的差别。

【19】要使导体能保留所带的电荷，就必须用绝缘体把它和地球隔开，否则电荷就要传给地球，我们平常看到的电学仪器，多半装在玻璃或胶木的底座上，也就是这个道理。例如，在图1·2里的那个钩子，必须用丝线悬挂起来，才能更好地防止棒上的电荷逃掉。

【20】平常我们做摩擦起电的实验，总是用绝缘体而不用导电体，这并不是因为导电体不能起电，而是因为导电体所得到的电荷会很快地通过人的身体传到地面、不能保留下来的缘故，如果在导电体上装一个玻璃的或其他绝缘体的把手，那么它就和绝缘体一样可以用来进行摩擦起电的实验。

4、金箔验电器

【21】验电器是用来检验物体是否带电和带哪一种电荷的仪器。通常所用的一种验电器叫做金箔验电器。

【22】金箔验电器是利用同种电荷相斥、异种电荷相吸的作用制成的。它的构造如图1·3所示，在一个金属棒的上端装一个金属球，在其下端贴两条很薄的金属箔，金属棒插在用绝缘体制成的瓶塞中，瓶塞塞在玻璃瓶或有玻璃窗的金属盒子上。

【23】要检验物体是否带电，只要把物体和验电器的金属球接触一下就行了。如果物体是带电的，那么金属球在接触时就带了电，并将部分电荷传到金属箔上去，于是两条金属箔就因为带同种电荷而相斥、张开。如果物体原来不带电，金属箔就不会张开。

【24】如果让金箔验电器先带某种已知电荷（正的或负的），然后再把要检验的物体移近验电器的金属球（不接触），根据金属箔张开角度的增大还是减小，就可以看出物体所带的电荷是正的还是负的。当物体所带的电荷和验电器原先所带的电荷种类相同时，因同种电荷相互排斥，则球上原有的电荷有一部分被排斥到离物体较远的金属箔上去，使金属箔带的电荷比原来的多，从而加大张开的角度。反之，当物体所带的电荷和验电器原先所带的电荷种类不同时，由于异种电荷相互吸引，金属箔上原有的电荷就要有一部分被吸引到靠近物体的小球上来，从而使金属箔的张角减小。如果物体原来不带电，那么金属箔的张角就不会起显著的变化。

习题1-1(2)

1、两根胶木棒，一根带电，一根不带电。如果不用验电器，有什么方法可以知道哪个带电，哪个不带电？

2、如果用手直接握住铜棒，并使它和丝绸相摩擦，则检验不出铜棒上有带电现象。如果用带橡胶手套的手握住铜棒，使它和丝绸相摩擦，就可以检验出铜棒上有带电现象。这是什么道理？

3、用丝线悬着一个不带电的小通草球，并把它移近一个带电体，我们就可以看到：通草球先被带电体吸过去，等到和带电体接触后，又被它推开。这又是什么道理？ 

4、要使一个带电的导体变成不带电的物体，用什么方法最方便？要使一个带电的绝缘体不带电，又需要怎样做呢？

5、现有两个金属箔验电器。用什么方法可以检验一根棒是导电的还是绝缘的？

6、怎样使用金属箔验电器来检验带电体所带的电荷是正的还是负的？