首先,他最早证明了电荷之间的相互作用力应该与距离的平方呈反比关系。
在1772-1773年间,他作了个双层同心球实验,第一次精确测出电作用力与距离的关系,指数偏差不超过0.02。
后来法国人库伦通过实验验证了他的发现,从此关于电荷间的受力规律被称作库伦定律。
而与库伦的扭秤实验相比,卡文迪许的同心球实验不但更早,而且还要更精确。
虽然说现在的测量精度已经到了10的-16次方量级,但用的也依然是卡文迪许的实验原理。
如果,他把这个成果发表的话,我们今天见到的库伦定律可能就要换名字了。
库伦:我仿佛听到有人在背后说我
他还第一个提出了电势的概念,指出了电势与电流的正比关系。
由于当时没有测定电流的仪器,卡文迪许就把自己的身体当做实验仪器,根据身体的麻木感觉来估计电流的强弱,发现了导体两端的电势(差)与通过它的电流成正比。
这也就是我们物理课本电学章节中的欧姆定律。
欧姆:我还逃过一劫不成?
同时卡文迪许与法拉第共同主张,电容器的电容会随其介质不同而改变,与插入平板中的物质有关。
后来,他也据此提出了介电常数的概念。
因为做了太多的电学实验,他还提出每个带电梯的周围都有“电气”,这与电场理论是很接近的。
但问题是,以上这些他都没有公开过,基本都埋藏在了手稿里。
除了物理上,卡文迪许在化学上也是个造诣不浅的科学家。
在一次偶尔的实验中,卡文迪许发现一些金属与酸反应,会产生一种“可燃空气”。这种“可燃空气”,就是氢气。
只是当时对于这种反应生成的气体还没有普遍的认识。罗伯特·波义耳统一称所有的生成气体为“人工空气”。
但卡文迪许却不认同,他坚持认为这就是一种新的物质。
于是,他便用现在最常用的排水集气法,收集到了氢气。
经过干燥和纯化处理后,他成功测定了氢气的密度。
当然,这个实验最重要的是发现,还属这两种气体混合竟生成了水。
这在当时可引起了不小的争论。因为化学界普遍地认为,水是组成万物的元素之一(当时的“四元素说”,包括水、土、气、火)。而证明水是化合物,简直就像是说耶稣是韩国人一样无礼。
此后,他将氢气与空气混合后,用电火花引发反应。
从而发现了氢气能消耗掉五分之一的空气,明确氢气与氧气的消耗比约为2.02:1。
中间为氢