電磁場與電磁波(第四版)電磁學發(fā)展史教學提綱

1、電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史第一頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史一、磁與靜電一、磁與靜電(jngdin)(jngdin)古希臘哲學家泰勒斯古希臘哲學家泰勒斯l 公元前公元前600600年前后，泰勒斯看在到當時的希臘人通過年前后，泰勒斯看在到當時的希臘人通過摩擦琥珀吸引羽毛摩擦琥珀吸引羽毛, ,用磁鐵礦石吸引鐵片用磁鐵礦石吸引鐵片(ti pin)(ti pin)的現(xiàn)象，曾對其原因進行過一番思考。據(jù)說他的解的現(xiàn)象，曾對其原因進行過一番思考。據(jù)說他的解釋是：釋是： “ “萬物皆有靈。磁吸鐵，故磁有靈。萬物皆有靈。磁吸鐵，故磁有靈?！边@里這里所說的所說的“磁磁”就是磁鐵礦石。

2、就是磁鐵礦石。l 希臘人把琥珀叫做希臘人把琥珀叫做“elektron”elektron”（與英文（與英文“電電”同音），他同音），他們認為琥珀吸引羽毛是神靈或者魔力的作用。們認為琥珀吸引羽毛是神靈或者魔力的作用。l 在以后的在以后的20002000年中，年中， 靜電的研究進展甚少靜電的研究進展甚少, ,靜磁的研究相對靜磁的研究相對(xingdu)(xingdu)較多較多, ,因為一直沒有找到恰當?shù)姆绞絹懋a(chǎn)生和測量因為一直沒有找到恰當?shù)姆绞絹懋a(chǎn)生和測量靜電靜電. .第二頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史l 在東方，中國人民早在公元前在東方，中國人民早在公元前2500年前后年前后(qinhu)

3、就已就已經(jīng)具有天然的磁石知識。古人將磁石稱為慈石來形容磁石經(jīng)具有天然的磁石知識。古人將磁石稱為慈石來形容磁石“以為母也，故能引其子以為母也，故能引其子”的功能。的功能。l 據(jù)據(jù)呂氏春秋呂氏春秋一書記載，中國在公元前一書記載，中國在公元前1000年前后年前后(qinhu)就已經(jīng)有的指南針，他們在古代就已經(jīng)用磁針來就已經(jīng)有的指南針，他們在古代就已經(jīng)用磁針來辨別方向了。辨別方向了。l 13、14世紀，羅盤在航海中得到了應用。這種羅盤在世紀，羅盤在航海中得到了應用。這種羅盤在1492年哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸以及年哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸以及1519年麥哲倫發(fā)現(xiàn)環(huán)繞地球年麥哲倫發(fā)現(xiàn)環(huán)繞地球一周的航線時發(fā)揮了重

4、要的作用。一周的航線時發(fā)揮了重要的作用。第三頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史l十三世紀前后，歐洲學術(shù)復興，通過實驗研十三世紀前后，歐洲學術(shù)復興，通過實驗研究自然規(guī)律蔚然成風。當時通過磁學實驗，究自然規(guī)律蔚然成風。當時通過磁學實驗，發(fā)現(xiàn)了磁石有兩極，并命名為發(fā)現(xiàn)了磁石有兩極，并命名為N N極和極和S S極，并極，并證實了異性磁極相吸，同性磁極相斥。還發(fā)證實了異性磁極相吸，同性磁極相斥。還發(fā)現(xiàn)一根磁針斷為兩半時，每一半又各自現(xiàn)一根磁針斷為兩半時，每一半又各自(gz)(gz)成為一根獨立的小磁針。成為一根獨立的小磁針。第四頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史吉爾伯特（吉爾伯特（1544-16

5、031544-1603），英國著名），英國著名(zhmng)(zhmng)醫(yī)學家、物理學家醫(yī)學家、物理學家l 吉爾伯特在物理學中的貢獻是開創(chuàng)了電學和磁學吉爾伯特在物理學中的貢獻是開創(chuàng)了電學和磁學的近代的近代(jndi)(jndi)研究研究 1600 1600年他發(fā)表了一部巨著年他發(fā)表了一部巨著論磁論磁，系統(tǒng)地總結(jié)和闡述了他，系統(tǒng)地總結(jié)和闡述了他對磁的研究成果。使他在物理學史上留下了不朽的位置；對磁的研究成果。使他在物理學史上留下了不朽的位置； 書中指出書中指出(zh ch)(zh ch)地球本身就是一塊大磁石，并且詳細地闡地球本身就是一塊大磁石，并且詳細地闡述了羅盤的磁傾角問題。述了羅盤的磁傾

6、角問題。第五頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史l 吉爾伯特對電學方面的研究吉爾伯特對電學方面的研究l 認真研究了摩擦琥珀吸引羽毛的現(xiàn)象，指出這種現(xiàn)象不僅存在認真研究了摩擦琥珀吸引羽毛的現(xiàn)象，指出這種現(xiàn)象不僅存在于琥珀上，而且存在于硫磺，毛皮，陶瓷，火漆，紙，絲綢，金于琥珀上，而且存在于硫磺，毛皮，陶瓷，火漆，紙，絲綢，金屬，橡膠屬，橡膠(xingjio)(xingjio)等是摩擦起電物質(zhì)系列。把這個系列中的兩等是摩擦起電物質(zhì)系列。把這個系列中的兩種物質(zhì)相互摩擦，系列中排在前面的物質(zhì)將帶正電，排在后面的種物質(zhì)相互摩擦，系列中排在前面的物質(zhì)將帶正電，排在后面的物質(zhì)將帶負電。物質(zhì)將帶負電。l 發(fā)

7、明了第一只驗電器。發(fā)明了第一只驗電器。l 提出了質(zhì)量、力等新概念提出了質(zhì)量、力等新概念l 在在論磁論磁中，吉爾伯特說，一個均勻磁石的磁力強度與其中，吉爾伯特說，一個均勻磁石的磁力強度與其質(zhì)量成正比，這大概是歷史上第一次獨立于重量質(zhì)量成正比，這大概是歷史上第一次獨立于重量(zhngling)(zhngling)而提到質(zhì)量，通過而提到質(zhì)量，通過“磁力磁力”這一特殊的力，吉爾伯特揭示了自這一特殊的力，吉爾伯特揭示了自然界中某種普遍的相互作用。然界中某種普遍的相互作用。 第六頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 當時主要的研究方法就是思考，而吉爾當時主要的研究方法就是思考，而吉爾伯特主張真正的研究應

8、該以實驗為基礎，他伯特主張真正的研究應該以實驗為基礎，他提出提出(t ch)這種主張并付諸實踐，在這點上，這種主張并付諸實踐，在這點上，可以說吉爾伯特是近代科學研究方法的開創(chuàng)可以說吉爾伯特是近代科學研究方法的開創(chuàng)者。者。第七頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 16631663年，蓋里克發(fā)明摩擦起電機年，蓋里克發(fā)明摩擦起電機; ; 17201720年，英國牧師格雷研究了電的傳導現(xiàn)象年，英國牧師格雷研究了電的傳導現(xiàn)象; ; 17331733年，杜非分別了兩種電：松脂電和玻璃電；年，杜非分別了兩種電：松脂電和玻璃電； 17461746年，富蘭克林提出了正電、負電的概念一直沿用至年，富蘭克林提出了

9、正電、負電的概念一直沿用至今。今。 電這個神奇的精靈總是一閃而逝，與對它好奇電這個神奇的精靈總是一閃而逝，與對它好奇(ho (ho q)q)，并熱心研究它的人捉迷藏，但它還是沒有逃過人，并熱心研究它的人捉迷藏，但它還是沒有逃過人類智慧類智慧終于有一天，人們在萊頓瓶里捉住了終于有一天，人們在萊頓瓶里捉住了它它第八頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史萊頓瓶萊頓瓶 17451745年，荷蘭萊頓城萊頓大學教授馬年，荷蘭萊頓城萊頓大學教授馬森布洛克（森布洛克（Musschenbrock)Musschenbrock)發(fā)現(xiàn)了萊發(fā)現(xiàn)了萊頓瓶，為貯存電荷找到了一個方法。頓瓶，為貯存電荷找到了一個方法。萊頓瓶就

10、是一個玻璃瓶，在瓶里和瓶外萊頓瓶就是一個玻璃瓶，在瓶里和瓶外分別貼有錫箔。瓶里錫箔通過金屬鏈分別貼有錫箔。瓶里錫箔通過金屬鏈與金屬棒連接，棒的上端是一個金屬與金屬棒連接，棒的上端是一個金屬球。球。萊頓瓶的實質(zhì)就是一個電容器！萊頓瓶的實質(zhì)就是一個電容器！在物理在物理(wl)(wl)上第一次有辦法獲取較多上第一次有辦法獲取較多的電荷，并對其性質(zhì)進行研究的電荷，并對其性質(zhì)進行研究第九頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史萊頓瓶萊頓瓶法國人諾萊特在一座巴黎大教堂前邀請了法法國人諾萊特在一座巴黎大教堂前邀請了法國路易十五的皇室成員臨場觀看：七百名國路易十五的皇室成員臨場觀看：七百名修道士手拉手排成一行，

11、排頭的修道士用修道士手拉手排成一行，排頭的修道士用手握住萊頓瓶，當萊頓瓶充電手握住萊頓瓶，當萊頓瓶充電(chng din)(chng din)后，讓排尾的修道士觸摸萊頓瓶的引線。后，讓排尾的修道士觸摸萊頓瓶的引線。頓時，七百名修道士幾乎同時跳了起來。頓時，七百名修道士幾乎同時跳了起來。在場的人目瞪口呆，從而展示了電的巨大在場的人目瞪口呆，從而展示了電的巨大威力。威力。美國科學家富蘭克林利用萊頓瓶收集閃電產(chǎn)美國科學家富蘭克林利用萊頓瓶收集閃電產(chǎn)生的天電。生的天電。第十頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史雷電雷電 在公元前的中國，打雷被認為是神的行為。說是在公元前的中國，打雷被認為是神的行為。說

12、是有五位司雷電的神仙有五位司雷電的神仙(shn xin)(shn xin)，其長者稱為，其長者稱為雷祖，雷祖之下是雷公和電母。打雷就是雷公雷祖，雷祖之下是雷公和電母。打雷就是雷公在天上敲大鼓，閃電就是電母用兩面鏡子把光在天上敲大鼓，閃電就是電母用兩面鏡子把光射向下界。射向下界。亞里斯多德時代認為雷的發(fā)生是由于大地上的水亞里斯多德時代認為雷的發(fā)生是由于大地上的水蒸氣上升，形成雷雨云，雷雨云遇到冷空氣凝蒸氣上升，形成雷雨云，雷雨云遇到冷空氣凝縮而變成雷雨，同時伴隨出現(xiàn)強光?？s而變成雷雨，同時伴隨出現(xiàn)強光。認為雷是靜電而產(chǎn)生的是英國人沃爾，那是認為雷是靜電而產(chǎn)生的是英國人沃爾，那是17081708年

13、的事。年的事。17481748年，富蘭克林基于同樣的認識設年，富蘭克林基于同樣的認識設計了避雷針。計了避雷針。 第十一頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 富蘭克林（富蘭克林（1706-17901706-1790）美國）美國(mi (mi u)u)人，人，科學家和政治家?？茖W家和政治家。天上的電和地電是統(tǒng)一的嗎天上的電和地電是統(tǒng)一的嗎? ? 17521752年年7 7月，一個月，一個(y )(y )電閃雷鳴的上午，電閃雷鳴的上午，他將一個他將一個(y )(y )風箏放到空中，風箏下有風箏放到空中，風箏下有一根鐵絲，鐵絲下栓一根麻繩，麻繩的下一一根鐵絲，鐵絲下栓一根麻繩，麻繩的下一端拴絲線，繩

14、線接觸處栓了一把鑰匙。同時端拴絲線，繩線接觸處栓了一把鑰匙。同時他還把從云端他還把從云端“吸取吸取”的電荷收集在萊頓瓶的電荷收集在萊頓瓶中，并進行其它實驗。中，并進行其它實驗。第十二頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 現(xiàn)象：麻繩上得纖維向四周自立，猶如現(xiàn)象：麻繩上得纖維向四周自立，猶如“怒發(fā)沖冠怒發(fā)沖冠”，銅鑰，銅鑰匙可以給萊頓瓶充電，與摩擦電性質(zhì)完全相同。匙可以給萊頓瓶充電，與摩擦電性質(zhì)完全相同。 小插曲：為了驗證小插曲：為了驗證“地電地電”與與“天電天電”的相同處，富蘭克林的相同處，富蘭克林想到雷可以擊死動物，于是想到雷可以擊死動物，于是(ysh)(ysh)他就實驗用他就實驗用“地電地

15、電”去擊去擊殺火雞，結(jié)果被電打昏了。蘇醒后，卻不介意地說：殺火雞，結(jié)果被電打昏了。蘇醒后，卻不介意地說：“我本我本想用電殺死一只火雞，結(jié)果差點電死了一個傻瓜。想用電殺死一只火雞，結(jié)果差點電死了一個傻瓜?！比欢?，然而，風險是的確存在的。風險是的確存在的。17531753年，俄國的利赫曼在做大氣放電實年，俄國的利赫曼在做大氣放電實驗時不幸中電身亡，為科學獻身。驗時不幸中電身亡，為科學獻身。 富蘭克林的工作，揭開了雷電的奧秘，統(tǒng)一了富蘭克林的工作，揭開了雷電的奧秘，統(tǒng)一了“天電天電”和和“地電地電”，震驚了科學界；富蘭克林還將其發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為應，震驚了科學界；富蘭克林還將其發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為應用用避雷針誕生了。

16、避雷針誕生了。 第十三頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史從定性到定量從定性到定量庫侖定律的發(fā)現(xiàn)庫侖定律的發(fā)現(xiàn) （1 1） 庫侖生平庫侖生平(1736-1806)(1736-1806) 法國人。法國人。 17791779年因研究磁石問題獲獎勵年因研究磁石問題獲獎勵(jingl)(jingl)，17811781年因關于摩擦的研年因關于摩擦的研究獲法國科學院獎勵究獲法國科學院獎勵(jingl)(jingl)，同，同年因論述扭力的論文被選為法國科年因論述扭力的論文被選為法國科學院院士。學院院士。第十四頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史2. 2. 同種電荷的斥力測量同種電荷的斥力測量庫侖的扭秤實

17、庫侖的扭秤實驗驗 由于金屬絲的扭力正比由于金屬絲的扭力正比(zhngb)(zhngb)于于扭轉(zhuǎn)角，將扭絲懸掛起來，通過扭轉(zhuǎn)角扭轉(zhuǎn)角，將扭絲懸掛起來，通過扭轉(zhuǎn)角的大小即可測量電荷間作用力的大小，的大小即可測量電荷間作用力的大小，其精度可達萬分之一格令，其精度可達萬分之一格令，17851785年庫侖年庫侖據(jù)此制成電秤，用以測定電力，叫作庫據(jù)此制成電秤，用以測定電力，叫作庫侖扭秤。但對于異種電荷，由于兩球相侖扭秤。但對于異種電荷，由于兩球相吸，接觸后電荷中和，無法繼續(xù)進行實吸，接觸后電荷中和，無法繼續(xù)進行實驗。驗。第十五頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史3.3.異種電荷的引力測量異種電荷的引力測

18、量庫侖電擺實驗庫侖電擺實驗 和單擺類比：由于地球?qū)ξ矬w的作和單擺類比：由于地球?qū)ξ矬w的作用力反比于兩者之間距離的平方，所以用力反比于兩者之間距離的平方，所以(suy)(suy)地面上的單擺的擺動周期正比于地面上的單擺的擺動周期正比于擺錘離地心的距離，若電荷間的引力也擺錘離地心的距離，若電荷間的引力也遵循距離平方的反比關系，則由帶電體遵循距離平方的反比關系，則由帶電體間引力產(chǎn)生的物體的擺動，其擺動周期間引力產(chǎn)生的物體的擺動，其擺動周期T T必定也正比于兩帶電體之間的距離必定也正比于兩帶電體之間的距離r r，從，從而設計電擺實驗。而設計電擺實驗。第十六頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 庫侖通

19、過對實驗結(jié)果的分析與處理，得出電的引力和斥力庫侖通過對實驗結(jié)果的分析與處理，得出電的引力和斥力都遵守平方反比規(guī)律，并于都遵守平方反比規(guī)律，并于17851785年在法國科學院發(fā)表論文，年在法國科學院發(fā)表論文，提出著名的庫侖定律。提出著名的庫侖定律。 庫侖定律的建立使電磁學進入了定量的研究，使電磁學真庫侖定律的建立使電磁學進入了定量的研究，使電磁學真正正(zhnzhng)(zhnzhng)成為一門科學。成為一門科學。 類比的研究方法：如果不是與萬有引力進行類比，單靠實類比的研究方法：如果不是與萬有引力進行類比，單靠實驗具體數(shù)據(jù)的積累，嚴格的庫侖定律的形式將很難得到。由驗具體數(shù)據(jù)的積累，嚴格的庫侖定

20、律的形式將很難得到。由此我們可以看到類比在科學研究中的作用。此我們可以看到類比在科學研究中的作用。 第十七頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 賈法尼賈法尼 （1737-17981737-1798）的研究）的研究: : 意大利人，解剖學教授。意大利人，解剖學教授。17801780年他與學生解剖青蛙，發(fā)現(xiàn)年他與學生解剖青蛙，發(fā)現(xiàn)電火花會使蛙腿抽搐，后來他又發(fā)現(xiàn)當用銅鉤倒掛蛙腿，再用電火花會使蛙腿抽搐，后來他又發(fā)現(xiàn)當用銅鉤倒掛蛙腿，再用鐵梁橫挑，蛙腿也會痙攣。鐵梁橫挑，蛙腿也會痙攣。17911791年發(fā)表了論文年發(fā)表了論文論肌肉運動中論肌肉運動中的電力的電力(dinl)(dinl)。他是發(fā)現(xiàn)電流

21、的第一人，但認為是一種動。他是發(fā)現(xiàn)電流的第一人，但認為是一種動物電。物電。 意大利帕維大學教授伏達，否定了伽伐尼動物說。他認為，意大利帕維大學教授伏達，否定了伽伐尼動物說。他認為，電來自兩種不同金屬的接觸，青蛙只不過是起了驗電器的作用。電來自兩種不同金屬的接觸，青蛙只不過是起了驗電器的作用。 二、由靜電二、由靜電(jngdin)到到“動電動電”（電流）（電流）第十八頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 意大利帕維亞大學教授伏達（意大利帕維亞大學教授伏達（1745174518271827）發(fā)明了第一個直流電源伏達電池。電壓的單發(fā)明了第一個直流電源伏達電池。電壓的單位位“伏特伏特”就是就是(ji

22、sh)(jish)以他的名字命名的。以他的名字命名的。 電池的發(fā)明，提供了產(chǎn)生恒定電流的電源，使電學從靜電池的發(fā)明，提供了產(chǎn)生恒定電流的電源，使電學從靜電走向動電，為人們研究電流的各種效應電走向動電，為人們研究電流的各種效應(xioyng)(xioyng)提供了提供了條件。從此電學進入了飛速發(fā)展時期。條件。從此電學進入了飛速發(fā)展時期。第十九頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 賈法尼和伏達是朋友，賈法尼相當堅持自己的看法，伏達賈法尼和伏達是朋友，賈法尼相當堅持自己的看法，伏達的反對意見觸使賈法尼更進一步的研究，這一次他乾脆不用任的反對意見觸使賈法尼更進一步的研究，這一次他乾脆不用任何金屬做導

23、體，剝出一條何金屬做導體，剝出一條(y tio)(y tio)青蛙腿的神經(jīng)，一端縛在青蛙腿的神經(jīng)，一端縛在另一條另一條(y tio)(y tio)腿的肌肉上，另一端和脊髓相接，結(jié)果腿仍腿的肌肉上，另一端和脊髓相接，結(jié)果腿仍然會有抽搐現(xiàn)象，證明了表現(xiàn)在青蛙腿上的電刺激，可以僅僅然會有抽搐現(xiàn)象，證明了表現(xiàn)在青蛙腿上的電刺激，可以僅僅來自動物本身，這就是所謂的賈法尼電池、賈法尼電流。賈法來自動物本身，這就是所謂的賈法尼電池、賈法尼電流。賈法尼創(chuàng)造出動物電，導致電生理學的建立。尼創(chuàng)造出動物電，導致電生理學的建立。第二十頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 歐姆定律歐姆定律 歐姆（歐姆（1787-18

24、541787-1854）：德國人，在傅立）：德國人，在傅立葉的熱傳導理論的啟發(fā)下進行的電學研究。葉的熱傳導理論的啟發(fā)下進行的電學研究。他將付里葉在熱學中提出他將付里葉在熱學中提出(t ch)(t ch)的熱流、的熱流、熱阻，類比電學中的電流、電阻，溫度差熱阻，類比電學中的電流、電阻，溫度差類比電勢差。認為導線中兩點之間的電流類比電勢差。認為導線中兩點之間的電流也許正比于這兩點間的某種推動力之差也許正比于這兩點間的某種推動力之差（歐姆稱之為電張力）。（歐姆稱之為電張力）。 通過實驗驗證，在通過實驗驗證，在18261826年發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，使與電流相年發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，使與電流相關的物理量可以測定和

25、推出。人們關的物理量可以測定和推出。人們(rn men)(rn men)為紀念他，將電為紀念他，將電阻的單位定為阻的單位定為“歐姆歐姆”。 第二十一頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史三、電生磁三、電生磁 自吉爾伯特開始以來的二百多年，自吉爾伯特開始以來的二百多年，電和磁一直是毫無關系的兩門學科，電和磁一直是毫無關系的兩門學科，圍繞電與磁尋找自然現(xiàn)象之間的聯(lián)圍繞電與磁尋找自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系，成為一種系，成為一種(y zhn)(y zhn)潮流。潮流。18201820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效年，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，繼泰勒斯應，繼泰勒斯24002400年之后，建立了年之后，建立了電與磁的

26、聯(lián)系。電與磁的聯(lián)系。 第二十二頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 “ “頓牟綴芥，磁石頓牟綴芥，磁石(csh)(csh)引針引針”說明電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似性；說明電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似性；電力與磁力都遵守平方反比定律，說明它們有類似的規(guī)律。但電與電力與磁力都遵守平方反比定律，說明它們有類似的規(guī)律。但電與磁有沒有聯(lián)系呢？磁有沒有聯(lián)系呢？ 1717世紀初，吉爾伯特斷言，他們之間沒有因果關系；庫侖也持相世紀初，吉爾伯特斷言，他們之間沒有因果關系；庫侖也持相同觀點。同觀點。 17311731年一名英國商人的一箱新刀在閃電過后帶上了磁性；年一名英國商人的一箱新刀在閃電過后帶上了磁性； 17511751

27、年，富蘭克林發(fā)現(xiàn)縫紉針經(jīng)過萊頓瓶放電后磁化了。年，富蘭克林發(fā)現(xiàn)縫紉針經(jīng)過萊頓瓶放電后磁化了。 17741774年，德國一家研究機構(gòu)懸獎征解，題目是：年，德國一家研究機構(gòu)懸獎征解，題目是：“電力和磁力電力和磁力是否存在實際和物理的相似性？是否存在實際和物理的相似性？” ” 第二十三頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史奧斯特奧斯特 (Hans Christian (Hans Christian Oersted,1777 Oersted,1777 1851 1851 年年 ) ) 丹麥丹麥(dn mi)(dn mi)物理學家、化學家。物理學家、化學家。l 經(jīng)過大量實驗，經(jīng)過大量實驗，1820182

28、0年奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導年奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導線周圍小磁針發(fā)生線周圍小磁針發(fā)生(fshng)(fshng)偏轉(zhuǎn)；于偏轉(zhuǎn)；于18201820年年7 7月月2121日在法國雜志日在法國雜志化學與物理化學與物理學年鑒學年鑒上發(fā)表了他的研究成果；上發(fā)表了他的研究成果；電流的磁效應的發(fā)現(xiàn)，在當時的科學界中，引起極大的震驚和重視。電流的磁效應的發(fā)現(xiàn)，在當時的科學界中，引起極大的震驚和重視。奧斯特的這一偉大奧斯特的這一偉大(wid)(wid)發(fā)現(xiàn)，被作為劃時代的一頁載入了史發(fā)現(xiàn)，被作為劃時代的一頁載入了史冊。冊。為了紀念他，從為了紀念他，從19341934年起，磁場強度單位命名為奧斯特。年起，磁場強度單位命名為奧斯

29、特。第二十四頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 奧斯特的發(fā)現(xiàn)和牛頓力學的基本原理是相互矛盾的。奧斯特的發(fā)現(xiàn)和牛頓力學的基本原理是相互矛盾的。在牛頓力學中，自然界的力只能是作用于物體連線上的在牛頓力學中，自然界的力只能是作用于物體連線上的吸引或排斥力，即直接推拉性質(zhì)的吸引或排斥力，即直接推拉性質(zhì)的“中心力中心力”。而奧斯。而奧斯特發(fā)現(xiàn)的卻是一種特發(fā)現(xiàn)的卻是一種“旋轉(zhuǎn)力旋轉(zhuǎn)力”。他稱之為。他稱之為“螺旋線螺旋線”，實際上就是關于磁的橫向效應或電流所引起的渦流實際上就是關于磁的橫向效應或電流所引起的渦流(wli)(wli)磁場的直觀描述，是磁場的直觀描述，是“場場”的思想的開端。奧的思想的開端。

30、奧斯特第一個揭示出了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系，為電流計、斯特第一個揭示出了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系，為電流計、電報和發(fā)電機的發(fā)明制造開辟了道路，并為電磁場理論電報和發(fā)電機的發(fā)明制造開辟了道路，并為電磁場理論的發(fā)展奠定了基礎。的發(fā)展奠定了基礎。 第二十五頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史畢奧畢奧-薩伐爾定律薩伐爾定律 （電生磁的量化）（電生磁的量化） 電流激發(fā)磁場的基本規(guī)律是電電流激發(fā)磁場的基本規(guī)律是電流元激發(fā)磁場的規(guī)律，叫做畢奧流元激發(fā)磁場的規(guī)律，叫做畢奧-薩薩伐爾定律。它是法國科學家畢奧伐爾定律。它是法國科學家畢奧(17741862)和薩伐爾和薩伐爾(17911874)在研究長直導線在研究長直導

31、線(doxin)中電流的中電流的磁場對磁極作用力的基礎上提出的。磁場對磁極作用力的基礎上提出的。 電流元在給定點所產(chǎn)生的磁感應強度電流元在給定點所產(chǎn)生的磁感應強度(qingd)(qingd)的大小與的大小與 成正比，與到電流元的距離平方成反比，與電流元和矢成正比，與到電流元的距離平方成反比，與電流元和矢徑夾角的正弦成正比。徑夾角的正弦成正比。 lId第二十六頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史安德烈安德烈瑪麗瑪麗安培安培 （17751775年年18361836年），法國物年），法國物理學家，在電磁作用方面的研究理學家，在電磁作用方面的研究成就卓著，對數(shù)學和化學也有貢成就卓著，對數(shù)學和化學也有

32、貢獻獻(gngxin)(gngxin)。電流的國際單位。電流的國際單位安培即以其姓氏命名。安培即以其姓氏命名。第二十七頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 1820 1820年奧斯特發(fā)表了關于電流磁效應的報告，這引起了法國年奧斯特發(fā)表了關于電流磁效應的報告，這引起了法國學術(shù)界的震動。安培聽了奧斯特的實驗細節(jié)的報告后，第二天就學術(shù)界的震動。安培聽了奧斯特的實驗細節(jié)的報告后，第二天就重復了奧斯特的實驗，并且發(fā)現(xiàn)了電流的方向和它的磁場的方向重復了奧斯特的實驗，并且發(fā)現(xiàn)了電流的方向和它的磁場的方向有著一定的規(guī)律，可以用右手來表示它們之間的關系，這就是安有著一定的規(guī)律，可以用右手來表示它們之間的關系，

33、這就是安培定則或右手螺旋定則。培定則或右手螺旋定則。安培進一步想，既然電流周圍產(chǎn)生了磁作用，假如把兩根通安培進一步想，既然電流周圍產(chǎn)生了磁作用，假如把兩根通電導線放在一起，那么這兩股電流各自產(chǎn)生的磁場也會相互施加電導線放在一起，那么這兩股電流各自產(chǎn)生的磁場也會相互施加作用力。安培設計了這樣的實驗，證實了它們之間存在著相互作作用力。安培設計了這樣的實驗，證實了它們之間存在著相互作用，并且推算出了這種力所遵循的數(shù)學公式，于是一條完整的定用，并且推算出了這種力所遵循的數(shù)學公式，于是一條完整的定律律(dngl)(dngl)便誕生了，這就是安培定律便誕生了，這就是安培定律(dngl)(dngl)。 第二

34、十八頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史安培最主要的成就安培最主要的成就(chngji)(chngji)是是: :發(fā)現(xiàn)了安培定則發(fā)現(xiàn)了安培定則 提出了磁針轉(zhuǎn)動方向和電流方向的關系及從右手定則提出了磁針轉(zhuǎn)動方向和電流方向的關系及從右手定則的報告，以后這個定則被命名為安培定則。的報告，以后這個定則被命名為安培定則。發(fā)現(xiàn)電流的相互作用規(guī)律發(fā)現(xiàn)電流的相互作用規(guī)律 接著他又提出了電流方向相同的兩條平行載流導線互接著他又提出了電流方向相同的兩條平行載流導線互相吸引，電流方向相反的兩條平行載流導線互相排斥。對相吸引，電流方向相反的兩條平行載流導線互相排斥。對兩個線圈之間的吸引和排斥也作了討論。兩個線圈之間

35、的吸引和排斥也作了討論。發(fā)明了電流計發(fā)明了電流計 安培還發(fā)現(xiàn)，電流在線圈中流動的時候表現(xiàn)出來的磁安培還發(fā)現(xiàn)，電流在線圈中流動的時候表現(xiàn)出來的磁性和磁鐵相似，創(chuàng)制出第一個螺線管，在這個基礎上發(fā)明性和磁鐵相似，創(chuàng)制出第一個螺線管，在這個基礎上發(fā)明了探測和量度電流的電流計。了探測和量度電流的電流計。 第二十九頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史提出分子電流假說提出分子電流假說 他提出了著名的分子電流假說。安培他提出了著名的分子電流假說。安培(npi)(npi)認為構(gòu)認為構(gòu)成磁體的分子內(nèi)部存在一種環(huán)形電流成磁體的分子內(nèi)部存在一種環(huán)形電流分子電流。分子電流?？偨Y(jié)了電流元之間的作用規(guī)律總結(jié)了電流元之間的

36、作用規(guī)律安培定律安培定律 安培運用高度的數(shù)學技巧總結(jié)出電流元之間作用安培運用高度的數(shù)學技巧總結(jié)出電流元之間作用力的定律，描述力的定律，描述(mio sh)(mio sh)兩電流元之間的相互作用兩電流元之間的相互作用同兩電流元的大小、間距以及相對取向之間的關系。同兩電流元的大小、間距以及相對取向之間的關系。后來人們把這定律稱為安培定律。后來人們把這定律稱為安培定律。安培第一個把研究動電的理論稱為安培第一個把研究動電的理論稱為“電動力學電動力學”，18271827年安培將他的電磁現(xiàn)象的研究綜合在年安培將他的電磁現(xiàn)象的研究綜合在電動力學現(xiàn)象電動力學現(xiàn)象的數(shù)學理論的數(shù)學理論一書中。這是電磁學史上一部重

37、要的經(jīng)一書中。這是電磁學史上一部重要的經(jīng)典論著。典論著。 第三十頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 他在數(shù)學和化學方面他在數(shù)學和化學方面(fngmin)(fngmin)也有不少貢也有不少貢獻。他曾研究過概率論和積分偏微方程；他幾乎獻。他曾研究過概率論和積分偏微方程；他幾乎與與H.H.戴維同時認識元素氯和碘，導出過阿伏伽德戴維同時認識元素氯和碘，導出過阿伏伽德羅定律，論證過恒溫下體積和壓強之間的關系，羅定律，論證過恒溫下體積和壓強之間的關系，還試圖尋找各種元素的分類和排列順序關系。還試圖尋找各種元素的分類和排列順序關系。 第三十一頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史四、磁生電四、磁生電 運

38、動運動(yndng)(yndng)電荷（電流）電荷（電流）周圍存在磁場，而電和磁又是有相周圍存在磁場，而電和磁又是有相互聯(lián)系的，那么磁場是否可以產(chǎn)生互聯(lián)系的，那么磁場是否可以產(chǎn)生電場呢？電場呢？ 在法拉第工作的前后，還有在法拉第工作的前后，還有不少物理學家熱衷于該問題（電磁不少物理學家熱衷于該問題（電磁感應）的研究感應）的研究第三十二頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史l 瑞士物理學家科拉頓在瑞士物理學家科拉頓在18251825年曾用一塊磁鐵在螺線管中移年曾用一塊磁鐵在螺線管中移動，觀察線圈中是否有感生電流產(chǎn)生。為了排除磁鐵對靈動，觀察線圈中是否有感生電流產(chǎn)生。為了排除磁鐵對靈敏電流計的影響

39、敏電流計的影響(yngxing)(yngxing)，他把很長的導線把連接于，他把很長的導線把連接于螺線管的電流計放在另一個房間，他在兩個房間跑來跑去螺線管的電流計放在另一個房間，他在兩個房間跑來跑去進行實驗和觀察，因此未能觀察到磁電感應現(xiàn)象。他同樣進行實驗和觀察，因此未能觀察到磁電感應現(xiàn)象。他同樣沒想到效應的暫態(tài)性。沒想到效應的暫態(tài)性。l 18301830年，美國物理學家亨利曾先于法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)年，美國物理學家亨利曾先于法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，但他沒有立即發(fā)表實驗結(jié)果；象，但他沒有立即發(fā)表實驗結(jié)果；l 18321832年，俄國物理學家楞次受法拉第啟發(fā)，開始做這方面年，俄國物理學家楞次受法

40、拉第啟發(fā)，開始做這方面的研究，并發(fā)現(xiàn)了感應電流方向的規(guī)律。的研究，并發(fā)現(xiàn)了感應電流方向的規(guī)律。第三十三頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 戴維（戴維（1778182717781827） 戴維先后戴維先后(xinhu)(xinhu)在電化學、在電化學、建立酸的氫學說、發(fā)現(xiàn)碘元素、發(fā)建立酸的氫學說、發(fā)現(xiàn)碘元素、發(fā)明礦用安全燈、創(chuàng)制電弧燈等方面明礦用安全燈、創(chuàng)制電弧燈等方面作出貢獻；作出貢獻；13031303年他被選為英國皇年他被選為英國皇家學會會員，家學會會員，18071807年出任皇家學會年出任皇家學會秘書，秘書， 18201820年被選為皇家學會會年被選為皇家學會會長。長。 -發(fā)現(xiàn)與培養(yǎng)法

41、拉第的發(fā)現(xiàn)與培養(yǎng)法拉第的“伯樂伯樂”第三十四頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 邁克爾邁克爾法拉第法拉第(1791-1867)(1791-1867) 十九世紀最偉大的實驗物理十九世紀最偉大的實驗物理學家之一，同時又是杰出的化學學家之一，同時又是杰出的化學家和自然哲學家，他在電磁學研家和自然哲學家，他在電磁學研究方面究方面(fngmin)(fngmin)的卓越貢獻如的卓越貢獻如同伽利略、牛頓在力學方面同伽利略、牛頓在力學方面(fngmin)(fngmin)的貢獻一樣，具有劃的貢獻一樣，具有劃時代的意義。時代的意義。第三十五頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史l 出身貧寒，自學成才！出身貧寒

42、，自學成才！l 18151815年后在皇家學院工作，長達年后在皇家學院工作，長達5050余年。他的工作異常勤奮，研究余年。他的工作異常勤奮，研究領域十分廣泛。領域十分廣泛。l 1818181818231823年研制合金鋼期間，首創(chuàng)金相分析方法。年研制合金鋼期間，首創(chuàng)金相分析方法。l 18231823年從事氣體液化工作，標志著人類系統(tǒng)進行氣體液化工作的開年從事氣體液化工作，標志著人類系統(tǒng)進行氣體液化工作的開始。采用低溫加壓方法，液化了氯化氫、硫化氫、二氧化硫、氫等。始。采用低溫加壓方法，液化了氯化氫、硫化氫、二氧化硫、氫等。l 18241824年起研制光學玻璃，這次研究導致在年起研制光學玻璃，這

43、次研究導致在18451845年利用自己年利用自己(zj)(zj)研研制出的一種重玻璃（硅酸硼鉛），發(fā)現(xiàn)磁致旋光效應。制出的一種重玻璃（硅酸硼鉛），發(fā)現(xiàn)磁致旋光效應。l 18251825年在把鯨油和鱔油制成的燃氣分餾中發(fā)現(xiàn)苯。年在把鯨油和鱔油制成的燃氣分餾中發(fā)現(xiàn)苯。l 最杰出的工作是電磁感應的發(fā)現(xiàn)和場的概念的提出。最杰出的工作是電磁感應的發(fā)現(xiàn)和場的概念的提出。第三十六頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史電磁感應的發(fā)現(xiàn)：電磁感應的發(fā)現(xiàn)： 通過奧斯特實驗，法拉第認為電與磁是一對和諧的對稱現(xiàn)象。通過奧斯特實驗，法拉第認為電與磁是一對和諧的對稱現(xiàn)象。既然電能生磁，他堅信磁亦能生電。經(jīng)過既然電能生磁，他

44、堅信磁亦能生電。經(jīng)過1010年探索，歷經(jīng)多年探索，歷經(jīng)多次失敗后，次失敗后，18311831年年8 8月月2626日終于獲得成功。這次日終于獲得成功。這次(zh c)(zh c)實驗實驗因為是用伏打電池在給一組線圈通電（或斷電）的瞬間，在因為是用伏打電池在給一組線圈通電（或斷電）的瞬間，在另一組線圈獲得的感生電流，他稱之為另一組線圈獲得的感生電流，他稱之為“伏打電感應伏打電感應”。 同年同年1010月月1717日完成了在磁體與閉合線圈相對運動時在閉合線日完成了在磁體與閉合線圈相對運動時在閉合線圈中激發(fā)電流的實驗，他稱之為圈中激發(fā)電流的實驗，他稱之為“磁電感應磁電感應”。 經(jīng)過大量實驗后，他終于

45、實現(xiàn)了經(jīng)過大量實驗后，他終于實現(xiàn)了“磁生電磁生電”的夙愿，宣告了電的夙愿，宣告了電氣時代的到來。氣時代的到來。第三十七頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 作為作為1919世紀偉大實驗物理學家的法拉第。他并不滿足于現(xiàn)世紀偉大實驗物理學家的法拉第。他并不滿足于現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，還力求象的發(fā)現(xiàn)，還力求(lqi)(lqi)探索現(xiàn)象后面隱藏著的本質(zhì)；他探索現(xiàn)象后面隱藏著的本質(zhì)；他既十分重視實驗研究，又格外重視理論思維的作用。既十分重視實驗研究，又格外重視理論思維的作用。 法拉第已經(jīng)孕育著電磁波的存在以及光是一種電磁振動的法拉第已經(jīng)孕育著電磁波的存在以及光是一種電磁振動的杰出思想，盡管還帶有一定的模糊性。為

46、解釋電磁感應現(xiàn)杰出思想，盡管還帶有一定的模糊性。為解釋電磁感應現(xiàn)象，他提出象，他提出“電致緊張態(tài)電致緊張態(tài)”與與“磁力線磁力線”等新概念，同時等新概念，同時對當時盛行的超距作用說產(chǎn)生了強烈的懷疑。對當時盛行的超距作用說產(chǎn)生了強烈的懷疑。 第三十八頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 法拉第認為法拉第認為“電和磁作用通過中間電和磁作用通過中間(zhngjin)(zhngjin)介質(zhì)、從一個介質(zhì)、從一個物體傳到另一個物體的思想。物體傳到另一個物體的思想?！庇谑牵橘|(zhì)成了于是，介質(zhì)成了“場場”的場所，的場所，場這個概念正是來源于法拉第。正如愛因斯坦所說，引入場的概場這個概念正是來源于法拉第。正如愛

47、因斯坦所說，引入場的概念，是法拉第的最富有獨創(chuàng)性的思想，是牛頓以來最重要的發(fā)現(xiàn)。念，是法拉第的最富有獨創(chuàng)性的思想，是牛頓以來最重要的發(fā)現(xiàn)。牛頓及其他學者的空間，被視作物體與電荷的容器；而法拉第的牛頓及其他學者的空間，被視作物體與電荷的容器；而法拉第的空間，是現(xiàn)象的容器，它參與了現(xiàn)象。所以說法拉第是電磁場學空間，是現(xiàn)象的容器，它參與了現(xiàn)象。所以說法拉第是電磁場學說的創(chuàng)始人。說的創(chuàng)始人。 他的深邃的物理思想，強烈地吸引了年輕的麥克斯韋。麥克斯韋他的深邃的物理思想，強烈地吸引了年輕的麥克斯韋。麥克斯韋認為，法拉第的電磁場理論比當時流行的超距作用電動力學更為認為，法拉第的電磁場理論比當時流行的超距作用

48、電動力學更為合理，他正是抱著用嚴格的數(shù)學語言來表述法拉第理論的決心闖合理，他正是抱著用嚴格的數(shù)學語言來表述法拉第理論的決心闖入電磁學領域的。入電磁學領域的。第三十九頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史法拉第名言：法拉第名言： 希望你們年青的一代，也能象蠟燭為人希望你們年青的一代，也能象蠟燭為人照明那樣，有一分熱，發(fā)一分光，忠誠照明那樣，有一分熱，發(fā)一分光，忠誠(zhngchng)(zhngchng)而腳踏實地地為人類偉大的事而腳踏實地地為人類偉大的事業(yè)貢獻自己的力量。業(yè)貢獻自己的力量。 科學家不應是個人的崇拜者，而應當是科學家不應是個人的崇拜者，而應當是事物的崇拜者。真理的探求應是他唯一的目

49、事物的崇拜者。真理的探求應是他唯一的目標。標。 只有無知，沒有不滿。只有無知，沒有不滿。 第四十頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 法拉第一生致力于科學研究事業(yè)法拉第一生致力于科學研究事業(yè)(shy)(shy)，不，不戀錢財、不圖虛榮，為科學事業(yè)戀錢財、不圖虛榮，為科學事業(yè)(shy)(shy)貢獻了畢貢獻了畢生精力，生精力，18671867年年8 8月月2525日，這位對科學作出巨大貢日，這位對科學作出巨大貢獻的老人坐在他的椅子上安安靜靜地去世了。他獻的老人坐在他的椅子上安安靜靜地去世了。他被安葬在海洛特公墓，遵照他的遺囑，他的墓碑被安葬在海洛特公墓，遵照他的遺囑，他的墓碑上只刻下三行字：上

50、只刻下三行字： 邁克爾邁克爾法拉第法拉第 生于生于17911791年年9 9月月2222日日 歿于歿于18671867年年8 8月月2525日日第四十一頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 1832 1832年，法國人畢克西發(fā)明了手搖式直流發(fā)電機；年，法國人畢克西發(fā)明了手搖式直流發(fā)電機； 18661866年，德國的西門子發(fā)明了自勵式直流發(fā)電機年，德國的西門子發(fā)明了自勵式直流發(fā)電機; ;18691869年，比利時的格拉姆制成了環(huán)形電樞，發(fā)明了環(huán)形電樞發(fā)電機。年，比利時的格拉姆制成了環(huán)形電樞，發(fā)明了環(huán)形電樞發(fā)電機。這種發(fā)電機是用水力來轉(zhuǎn)動這種發(fā)電機是用水力來轉(zhuǎn)動(zhun dng)(zhun d

51、ng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子的發(fā)電機轉(zhuǎn)子的; ; 1882 1882年，美國的戈登制造出了輸出功率年，美國的戈登制造出了輸出功率447KW447KW，高，高3 3米，重米，重2222噸的兩噸的兩相式巨型發(fā)電機相式巨型發(fā)電機; ;18961896年，特斯拉的兩相交流發(fā)電機在尼亞拉發(fā)電廠開始勞動營運，年，特斯拉的兩相交流發(fā)電機在尼亞拉發(fā)電廠開始勞動營運，3750KW3750KW，5000V5000V的交流電一直送到的交流電一直送到4040公里外的布法羅市公里外的布法羅市; ;18891889年，西屋公司在俄勒岡州建設了發(fā)電廠年，西屋公司在俄勒岡州建設了發(fā)電廠; ; 1892 1892年成功地將年成功地將150

52、0015000伏電壓送到了皮茨菲爾德。伏電壓送到了皮茨菲爾德。 第四十二頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 1834 1834年，俄羅斯的雅可比試制出了由電磁鐵構(gòu)成的直流電動年，俄羅斯的雅可比試制出了由電磁鐵構(gòu)成的直流電動機機; ; 1838 1838年，這種電動機開動了一艘船，電動機電源年，這種電動機開動了一艘船，電動機電源(dinyun)(dinyun)用了用了320320個電池個電池; ; 1836 1836年，美國的文波特和英國的戴比德遜也造出了直流電動年，美國的文波特和英國的戴比德遜也造出了直流電動機，用作印刷機的動力設備。由于這些電動機都以電池作為機，用作印刷機的動力設備。由于

53、這些電動機都以電池作為電源電源(dinyun)(dinyun)，所以未能廣泛普及；，所以未能廣泛普及；18871887年，特斯拉兩相電動機作為實用化感應電動機的發(fā)展計年，特斯拉兩相電動機作為實用化感應電動機的發(fā)展計劃開始啟動；劃開始啟動； 18971897年，西屋公司制成了感應電動機，設立專業(yè)公司致力于年，西屋公司制成了感應電動機，設立專業(yè)公司致力于電動機的普及。電動機的普及。第四十三頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史亨利亨利(hngl)(hngl)與與自感自感 亨利亨利(1797-1878)(1797-1878)，美國物理學家。，美國物理學家。18321832年亨利在論年亨利在論文文在長

54、螺線管中的電自感在長螺線管中的電自感中公布了自己的一個中公布了自己的一個(y (y )新發(fā)現(xiàn)：一只線圈的電流不僅能在另一只線圈中感新發(fā)現(xiàn)：一只線圈的電流不僅能在另一只線圈中感生出電流，而且也能在自身中感生出電流。在這個線圈生出電流，而且也能在自身中感生出電流。在這個線圈中實際觀測到的電流則為原電流的許多倍，這種現(xiàn)象叫中實際觀測到的電流則為原電流的許多倍，這種現(xiàn)象叫自感。自感。 第四十四頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 楞次與楞次定律楞次與楞次定律(ln c (ln c dn l)dn l) 1833 1833年，楞次在圣彼年，楞次在圣彼得堡科學院宣讀了他的題為得堡科學院宣讀了他的題為“關

55、于用電動力學方法決定關于用電動力學方法決定感生電流方向感生電流方向”的論文，提的論文，提出了楞次定律出了楞次定律(ln c (ln c dn l)dn l)一條由電磁感一條由電磁感應得出感應電動勢方向的電應得出感應電動勢方向的電磁學定律。亥姆霍茲證明楞磁學定律。亥姆霍茲證明楞次定律次定律(ln c dn l)(ln c dn l)是電磁現(xiàn)象的能量守恒定律。是電磁現(xiàn)象的能量守恒定律。第四十五頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史五、麥克斯韋方程組五、麥克斯韋方程組 1919世紀中期，描述電場、世紀中期，描述電場、磁場的性質(zhì)以及電、磁場相互磁場的性質(zhì)以及電、磁場相互關系的庫侖定律、高斯定理、關系的

56、庫侖定律、高斯定理、安培定律、法拉第電磁感應定安培定律、法拉第電磁感應定律已相繼建立，法拉第關于力律已相繼建立，法拉第關于力線和場的概念已經(jīng)提出，創(chuàng)立線和場的概念已經(jīng)提出，創(chuàng)立電磁場理論的條件已趨成熟。電磁場理論的條件已趨成熟。麥克斯韋洞悉已有的電磁場理麥克斯韋洞悉已有的電磁場理論，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的不對稱性和矛論，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的不對稱性和矛盾，大膽提出盾，大膽提出“位移電流位移電流”和和“渦旋電場渦旋電場”假說，并用一組假說，并用一組方程概括了原有的各個電磁學方程概括了原有的各個電磁學定律，對電磁場理論進行了一定律，對電磁場理論進行了一次大綜合次大綜合(zngh)(zngh)，實現(xiàn)了科，實現(xiàn)了科學認識的

57、革命性變革。學認識的革命性變革。第四十六頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 卡文迪許卡文迪許(Henry Cavendish,1731(Henry Cavendish,173118101810年年) )英國英國(yn u)(yn u)化學家、物理學家。化學家、物理學家。l 發(fā)現(xiàn)一對電荷間的作用力跟它們之間的距離發(fā)現(xiàn)一對電荷間的作用力跟它們之間的距離(jl)(jl)平方成反比，這平方成反比，這就是后來庫侖導出的庫侖定律內(nèi)容的一部分；就是后來庫侖導出的庫侖定律內(nèi)容的一部分；l 他提出每個帶電體的周圍有他提出每個帶電體的周圍有“電氣電氣”，與電場理論很接近；，與電場理論很接近；l 卡文迪許演示了

58、電容器的電容與插入平板中的物質(zhì)有關；卡文迪許演示了電容器的電容與插入平板中的物質(zhì)有關；l 電勢的概念也是卡文迪許首先提出的，這對靜電理論的發(fā)展起了重電勢的概念也是卡文迪許首先提出的，這對靜電理論的發(fā)展起了重要作用；要作用；l 他還提出了導體上的電勢與通過電流成正比的關系。他還提出了導體上的電勢與通過電流成正比的關系。l 氫氣的發(fā)現(xiàn)；二氧化碳的研究；惰性氣體的觀察氫氣的發(fā)現(xiàn)；二氧化碳的研究；惰性氣體的觀察第四十七頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 卡文迪許在熱學理論、計溫學、氣象學、大地磁學等方面都有研究?？ㄎ牡显S在熱學理論、計溫學、氣象學、大地磁學等方面都有研究。17981798年他完成最

59、后的實驗時，已年近七十。在物理學上他最主要的成就年他完成最后的實驗時，已年近七十。在物理學上他最主要的成就是通過扭秤實驗驗證了牛頓的萬有引力定律，確定了引力常數(shù)和地球平是通過扭秤實驗驗證了牛頓的萬有引力定律，確定了引力常數(shù)和地球平均密度?？ㄎ牡显S驗證萬有引力定律的實驗采用自己設計的均密度?？ㄎ牡显S驗證萬有引力定律的實驗采用自己設計的“扭秤扭秤”為為工具工具(gngj)(gngj)，后人稱為著名的，后人稱為著名的“卡文迪許實驗卡文迪許實驗”。 第四十八頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史 人們?yōu)榧o念這位大科學家，特意為他樹立了紀念碑?？ㄎ牡显S一生人們?yōu)榧o念這位大科學家，特意為他樹立了紀念碑?？ㄎ牡显S一生勤儉，逝世勤儉，逝世(shsh)(shsh)后留下了大筆遺產(chǎn)，其中一部分由它的家族在后留下了大筆遺產(chǎn)，其中一部分由它的家族在18711871年捐贈給劍橋大學創(chuàng)辦卡文迪許實驗室，這個實驗室曾經(jīng)對物理科學的年捐贈給劍橋大學創(chuàng)辦卡文迪許實驗室，這個實驗室曾經(jīng)對物理科學的進步作出了巨大的貢獻，先后培養(yǎng)出進步作出了巨大的貢獻，先后培養(yǎng)出2626名諾貝爾獎獲得者。名諾貝爾獎獲得者。 第四十九頁，共55頁。電磁學發(fā)展史電磁學發(fā)展史人物簡介人物簡介 詹姆斯詹姆斯克拉克拉克克麥克斯韋麥克斯