第9讲 实验传统的兴起(2)

马格德堡半球实验盖里克（16021686），留学荷兰、法国和英国，学习法律和数学。1646年出任马格德堡市市长制造抽气机，制造出真空1654年当众演示大气压力，使用16匹马显微镜下的新世界伽利略发现昆虫的复眼意大利人马尔比基（16281694）发现毛细血管，解释了静脉的血是从哪里来的荷兰人列文虎克（16321723）使用单显微镜（放大倍率很高的透镜）发现了大量的新生物：单细胞有机体（原生动物），证实了血液循环，发现红血球，细菌胡克1665年显微图，首创细胞（cell)一词18世纪培根科学的两大领域火学与气学热闹非凡火的研究热学、光学、电学，均是“火”学定量“流”的研究气的研究18世纪的热学测温学伽利略造出第一根温度计，以空气为测温物质1702年，法国物理学家阿蒙顿（16631705）改进了伽利略的温度计1714年，德国人华伦海（16861736）用水银代替酒精做为测温物质，扩展了测温范围。他把纯水的冰点定为32度，人体体温98.6度，建立了华氏温标。1724年，华伦海因发明温度计而当选皇家学会会员。1742年，瑞典天文学家摄尔修斯（17011744）以水的沸点为0度，冰的溶点为100度，建立摄氏温标。18世纪的热学热质说1757年，苏格兰化学家布莱克（17281799）指出温度(热的强度)与热量（热的分量）的不同。热容量、比热概念。发现“潜热”：冰缓慢加热熔化时，温度不变由伽桑狄的热原子理论到热质说热质说可以解释热量守恒现象。“火”流的定量研究18世纪的磨擦电研究（1）电“火”花引起了最大的关注和兴趣吉尔伯特发现带电体与非电体之区别盖里克发明磨擦起电机1729年，英国修道院的格雷（16751736）发现有些物质可以传导电，有些则不能。主张带电体不能导电，而非电体却可以。法国皇家花园管家迪费（16981739）经过实验表明，带电体与非电体之间并无本质的区别，所有物体都可以带电。1734年，迪费发现两类不同的电荷，一种称为玻璃电，一类称为树脂电。他实际上发现了正负电荷，但命名不确。18世纪的磨擦电研究（2）1745年，荷兰莱顿大学的物理学教授马森布罗克（16921761）发现玻璃瓶可以储存大量电荷。此瓶被称为莱顿瓶。整个欧洲全都在演示莱顿瓶的放电功能。法国人诺莱特在巴黎修道院门前调集700修道士，演出一场放电喜剧。路易十五亲自出场1746年，美国独立战争的领袖本杰明富兰克林（17061790）开始研究电现象，他相继发现：天上的雷电与莱顿瓶中的电是一回事；发明避雷针；提出正电负电的概念。18世纪的流电研究（1）1752年，意大利人祖尔策将一片铅片和银片放在舌尖上，当它们两头相连时，他感觉舌尖上有奇怪的味道。1780年，意大利波仑亚大学医学教授伽伐尼（17371798）解剖青蛙时，发现用不同的金属与蛙腿接触可以使蛙腿抽动。伽伐尼主张，存在着动物电，它跟摩擦电完全一样。金属只起激发作用。伽伐尼是错误的，但激励了流电研究18世纪的流电研究（2）意大利物理学家伏打（17451827）对伽伐尼的动物电理论深表怀疑。1792年，伏打用实验证明了伽伐尼电是两种金属加导体造成，蛙腿只起验电器作用1794年，伏打进一步表明没有蛙腿，伽伐尼电一样存在。伏打序列：锌、锡、铅、铜、银、金前面的金属与后面的金属相接触，前者就带正电、后者就带负电；序列的距离越远，带电量越多。1800年，伏打依照伏打序列制成伏打电堆。为动电研究打下基础，推动了电化学的发展。电荷力研究：卡文迪许与库仑卡文迪许（17311810），英国贵族，终生未婚独居，献身于科学事业，只问耕耘，不问收获用扭秤在实验室中测定万有引力常数G1777年，提出电荷作用的平方反比律：“电的吸引力和排斥力很可能反比于电荷间距离的平方。”法国物理学家库仑（17361806）运用扭秤测定电荷之间的相互作用，证明了电力与电荷量之积成正比，与距离平方成反比。燃烧问题研究燃烧问题研究。燃烧完的灰烬不再易燃，而且重量变轻。燃素（phlogiston)：易燃的可分离的东西；燃烧是一种脱燃素的分解过程。德国斯塔尔（16601734）在原子论基础上建立他的燃素学说：空气只起助燃作用，主要用处是带走燃素。燃素学说可以解释氧化还原反应，但正好相反：凡是氧化（化合）过程均被解释成分解过程。金属生锈与木材燃烧是同一类化学过程。问题：燃素有没有重量？气体研究（1）赫尔蒙特区别“空气”（air）与“气体”(gas)1727年，英国植物学家黑尔斯（16771761）出版植物静力学，给出了在实验室收集各种气体的方法（水面收集法）。他未意识到他所收集到的气体实际上是不同的气体。布莱克发现石灰石加热放出某种气体而变成生石灰，称“固定空气”（包含在固体中的气体）；还发现，燃烧和呼吸时放出的气体里一定含有“固定空气”。气体研究（2）英国化学家普利斯特列（17331804）青年时期是位自由主义人文学者，1766年遇富兰克林之后，对实验科学发生兴趣。1767年出版电学史发现啤酒发酵后产生的气体就是布莱克所发现的“固定空气”，它能溶于水。1772年发明“苏打水”，是现代碳酸饮料的始祖认识到，植物的生长需要“固定空气”，所以动物的呼吸损害大气，而植物则净化空气。气体研究（3）1774年，普利斯特列收集到一种新的气体，它使火焰剧烈燃烧，使老鼠活得更长，使人吸入后感到舒畅。但他相信燃素说，将该气体命名为“脱燃素空气”。1775年向皇家学会报告“脱燃素空气”的发现。瑞典药剂师舍勒（17421786）也在实验中制备出了这种气体，命名为“火空气”。他的发现于1775年付印，但印刷厂拖拖拉拉，著作直到1777年才问世，丧失了优先权。积劳成疾，药物中毒。化学革命（1）拉瓦锡（17431794）巴黎贵族出身，少年即热爱科学，先后对天文学、化学、矿物学着迷。重视定量实验。反对赫尔蒙特的理论，用实验证明水不能变土。发现燃烧之后的灰烬比以前要重，表明空气中有成分加入反应过程中。1774年，密闭加热锡和铅，金属灰虽然重量增加了，但空气重量减少了。普利斯特列访问巴黎告发现“脱燃素空气”，拉瓦锡发现正是它加入了反应过程，称“最宜于呼吸的空气”。化学革命（2）1779年，拉瓦锡将“最宜于呼吸的空气”称为“氧”，意思是“可以产生酸的东西”。1781年，拉瓦锡重复普利斯特列的实验，证明水是可燃空气与氧气的化合，它不是一种单纯的物质。1783年，正式以氧化理论取代燃素学说。1787年，出版化学命名法，使近代化学第一次有了严格、统一、科学的物质命名方法。化学革命（3）1789年出版化学纲要建立以氧化理论为核心的燃烧学说用实验逐一确认了已经的各种元素提出物质守恒定律，创造化学反应式：“用计算来检验我们的实验，再用实验来验证我们的计算”，将化学永远的建立在定量研究的基础之上。80年代，研究动物体温与化学能问题拉瓦锡之死（1794年5月8日，共和国不需要学者）。马拉。最后的实验，眨11下眼睛。