磁铁始终指南的现象时,还指出了地球就是一块大磁铁。为了说明磁铁产生作用的根本原理,他“发明”了“磁力线”的概念,并描绘了地球磁场。
“磁力线”作为一个单纯的概念很好理解,但是这种看不见摸不着的线,学生们很难立即就接受它的存在。这时就体现出来了党爱国所知道的实验方法的重要性了。
有许多客观规律的证明,可能需要用精巧而正确的实验方法才能得以证实。
如果没有设计出精巧的实验方法,或者说设计出的实验有漏洞或错误,都会导致实验结果错误,以至于原本是正确的客观规律,却被误认为是错误的而被抛弃。
而错误的实验,还可能导致根本就是错误的理论,却因为错误的实验证实了其正确性,从而负负得正,被当作真理来追捧。
前一方面的例子,就是用欧几里得几何的“平行公理”,在纸上做出两条平行线,并以此来证明非欧几里得几何是错误的;后一方面的例子,便是采用各种稀奇古怪的理论,配合着某种不知道其原理的自然现象,从而成功地证明“神”的存在。
这或许显得很可笑?但不光是牛顿曾经“晚节不保”地去证明神的存在,就算是现在也有不少西方科学家相信上帝是存在的。就算是信仰唯物主义的中国科学家和官员们,也不乏去求神拜佛烧香算命的——尤其是“天天学习”马列毛邓思想的官员们。
再次将话题扯回来。为了证明磁力线的存在,以及党爱国所描绘的虚拟的磁力线的正确性,党爱国使用了早已准备好的细小铁屑来进行验证实验。
他将一块长条形的磁铁放到了一大张表面十分光滑的白纸下面,让前来辅助实验的学生拿着白纸,然后自己则用细筛子将铁屑均匀地洒在磁铁的两极附近。接着他轻轻地弹动纸张,上面的铁屑就神奇地按照磁力线的分布排列起来了。
之后他再用两根磁铁来实验,以证明同性相斥、异性相吸时的磁力线分布符合他的描绘,从而让学生们彻底接受了磁力线的存在。
不过如果只是单纯地讲解磁力,那就没什么意思了。毕竟除了用来磁化指南针所需的小磁针之外,天然磁铁好像再没有什么太有用的地方了。因此党爱国自然要联系到电的方面,将电和磁结合在一起来讲。
他首先利用一个闭合线圈和两块平行放置的条形磁铁,制作了一个发电机原理模型。导体切割磁力线,闭合线圈中就会产生电流。但问题是要怎么证明闭合线圈中产生了电流?这个时期可没有什么灵敏电流表,就算让学生们把手放在闭合线圈上体验“触电的感觉”,多半也没有什么感觉——毕竟这个电流太微弱了。
党爱国的解决方式,就是又制作了一个相同的发电机原理模型作为电动机,来接着说明电流通过导体会产生磁场。这样再结合前面讲解过的磁场和磁力线方面的知识,便能够通过闭合线圈不依靠人力就可以自己在磁场中转动这点来说明电流的存在。
因此他从发电机的闭合线圈的轴上引出了两根导线,接在了用作电动机的闭合线圈的轴上。经过多次重复实验,他让学生们确切地认识到了,电动机上原本静止的闭合线圈突然缓缓转动起来,的确不是因为桌子震动或者被风吹动的关系。
为了让这极其微弱的电流不至于因为导体的电阻而大量损耗,党爱国很奢侈地使用了银制导线。而使用银线的另一个理由,就是银比较柔软,更容易制造成导线。而且能够将金属制造成精细均匀的导线的工匠,多半也是一直从事金银工艺品制造的工匠。
党爱国在说明了电磁感应原理之后,自然也顺带着说明了无线电的原理。不过在制造电动机方面,起码他在小学时还曾经帮助朋友改造过迷你四驱车的电机——就是打开电机自己缠线圈,让电机的转速更快,而在
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