喻梅萍點了點頭:“徐爺爺你說的對,這兩者其實是一樣東西,不過天上那個能量非常的大。電荷是分正負的,天上的雷雨云層中帶的是正電荷,而我們大地則是一個負極,當雙方一旦碰撞,就會產生巨大的能量,引起閃電雷鳴。西方曾經有一個人,做過一個實驗,他在雷雨天冒險放風箏,感覺到手上的風箏線發麻(這個實驗是在100多年后富蘭克林所進行的)。這個人非常有冒險精神,他做的這個實驗非常危險,但是證明了天上的那個雷電就是電,而且這個人還發現了一個事實,摩擦并不能產生電荷,電荷本來就存在,摩擦只不過起到了聚集的作用!”
“姑娘,你說了這么多,你還是沒把燈為什么點亮說出來!”
“你老別急,你不是要知道原理嗎?我是在把電的原理說給你聽。當人們發現了這種有趣的現象以后,就想把這種電荷捕捉到。采取了許多方法,這中間的曲折我就不跟你說了。你知道磁鐵嗎?”
徐光啟點了點頭:“這也是一件很神奇的東西!”
“對,磁鐵有兩個極,就相當于正負一樣。西方有人發現,這磁鐵的周圍形成了一個看不見的場,他們把它稱作為磁場。這東西雖然肉眼看不見,但是用一根金屬棍在磁場中間移動的話,金屬棍的內部就會產生電荷。因為金屬棍的兩頭是不閉合的,所以電荷在中間不發生運動,但是它有一個勢,稱作為電動勢。他們還非常驚訝的發現,金屬棍的兩頭有一個電位差,他們稱作電壓。磁場越強大,金屬棍越長,電位差也就越大,這么一來人工制造電就有了基礎!”
徐光啟聽出了興趣:“歐陽姑娘,你繼續說下去!”
“經過了無數次的試驗,西方的一些人發現,只要不斷的切割磁力線,電就會不斷的孕育出來。如果制作一個轉動的金屬籠子,讓它在磁場中間不斷的滾動,電就會源源不斷的發出來。到了這個時候,人們認識到電其實是一種能量。它跟風、水、畜力和石炭的燃燒都是一樣的,而且到了一定程度,人們就可以控制電產生的量。不像天上的雷電,要么不來,要來的話能量巨大,無法控制!”
說到這里,喻梅萍略微停頓了一下。
“到了這個時候,人們就開始考慮怎么樣應用電來為人工作。根據逆向思維,人們在一個磁場里,如果放了一個金屬籠子,并且對金屬籠子通了電,那么這個金屬籠子就會自動轉起來,這就相當于一輛風車或者水車的動力!”
徐光啟用手指了指電燈:“那么這個是怎么亮的?”
“人們后來發現,那根金屬棍的材質對電的流通有很大的關聯,不同的金屬電流過的量是不同的,人們把這種阻礙電流的現象稱為電阻。如果某樣金屬電阻越小,那么電流過的損耗就少,也能傳輸的越遠。從我們現在掌握的情況來看銀子的電阻最小,其次是銅,鐵排在很后面。銀子太貴重,所以我們一般都采用銅。但是電阻大也有大的用處,自然界中有一種金屬叫鎢,它的電阻就非常大。我前面說過電是一種能量,當電通過鎢的時候,由于電阻高的原因,鎢就會發熱燃燒。我們把一段鎢絲放在一個抽完空氣的玻璃瓶里把它密封來通上電就成了電燈!”
“為什么要抽掉空氣?”
“平常我們使用爐子的時候,只要把它封住了爐子的進氣口爐子就會熄滅,這說明空氣有助燃作用。如果我們把瓶子里的空氣抽光了,這能延長鎢絲燃燒的壽命!”
聽到這里,徐光啟剛剛把一口氣喘過來。整個過程太復雜了,他馬上又想到一個問題:“你們發這個電又采用的是什么動力呢?”
“剛開始我們采用的是水力,但是水資源只有這么多,顯然是不夠的!后來我們設計了一種爐子,這種爐子能把水燒開,不光是把水燒開,而且能產生高壓蒸汽,以此來推動汽輪機轉動,再帶動發電機!”
“高壓蒸汽是什么意思?”