磁現(xiàn)象發(fā)展歷程

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 “磁現(xiàn)象”發(fā)展歷程 12級(jí)物理二班 朱琛 【摘要】磁現(xiàn)象從古代發(fā)展到現(xiàn)代經(jīng)歷了很多變化，不同的科學(xué)家都為磁現(xiàn)象的發(fā)展做出了偉大的貢獻(xiàn)。磁現(xiàn)象發(fā)展至今經(jīng)歷無(wú)數(shù)科學(xué)家堅(jiān)持不懈的探索，本文主要按時(shí)間順序?qū)⒋努F(xiàn)象的發(fā)展過(guò)程作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。【關(guān)鍵字】磁現(xiàn)象 發(fā)展 探索 時(shí)間順序一、磁鐵的發(fā)現(xiàn)公元前650前550年,古希臘人發(fā)現(xiàn)摩擦琥珀可使之吸引輕物體,發(fā)現(xiàn)磁石吸鐵。磁鐵不是人發(fā)明的，是天然的。人和中國(guó)人發(fā)現(xiàn)自然界中有種天然磁化的石頭，稱其為“”。這種石頭可以魔術(shù)般的吸起小塊的鐵片，而且在隨意擺動(dòng)后總是指向同一方向。早期的航海者把這種磁鐵作為其最早的在海上來(lái)辨別方向。最早發(fā)現(xiàn)

2、及使用磁鐵的應(yīng)該是中國(guó)人，也就是“”，是中國(guó)四大發(fā)明之。 經(jīng)過(guò)千百年的發(fā)展，今天磁鐵已成為我們生活中的強(qiáng)力材料。通過(guò)合成不同材料的合金可以達(dá)到與吸鐵石相同的效果，而且還可以提高磁力。在18世紀(jì)就出現(xiàn)了人造的磁鐵，但制造更強(qiáng)的過(guò)程卻十分緩慢，直到20世紀(jì)20年代制造出鋁鎳鈷(Alnico)。隨后，20世紀(jì)50年代制造出了(Ferrite),70年代制造出稀土磁鐵包括鐵硼(NdFeB)和釤鈷(SmCo)。至此，科技得到了飛速發(fā)展，強(qiáng)磁材料也使得元件更加小型化。二、磁鐵石的排斥作用 （磁鐵的出版） 公元前一世紀(jì)，羅馬盧克萊修最先記載了磁鐵石的排斥作用和鐵屑實(shí)驗(yàn)。1600年，英國(guó)吉爾伯特出版磁鐵，用鐵

3、磁體來(lái)說(shuō)明的地球的磁現(xiàn)象。磁鐵英國(guó)物理學(xué)家、醫(yī)師吉爾伯特(William Gilbert, 1544、5、24 1603、11、30)是第一個(gè)用實(shí)驗(yàn)方法探索電磁性質(zhì)，并從理論上中以概括的早期科學(xué)家，他關(guān)于磁的研究結(jié)論原型“同名極相吸，異名極相斥”被們們被人們引申并廣為引用為“同性相吸，異性相斥”。吉爾伯特對(duì)磁力現(xiàn)象的興趣來(lái)源于他渴望理論控制行星運(yùn)動(dòng)的力，當(dāng)時(shí)，哥白尼提出不久的太陽(yáng)系模型還不能解釋什么力在太陽(yáng)和行星之間發(fā)揮作用，吉爾伯特認(rèn)為或者是磁力的作用，為了檢驗(yàn)自己的想法，他對(duì)電和磁現(xiàn)象進(jìn)行了徹底的分析。吉爾伯特是第一個(gè)使用“電流”、“電吸引”“帶電體”這類術(shù)語(yǔ)的人。他令人信服地證明了帶電花

4、的帶電體產(chǎn)生和引力或斥力不同于天然磁石或某些磁性磁石。 磁鐵一書帶來(lái)的巨大影響為他樹(shù)立了物理學(xué)家的聲譽(yù)。他描述了對(duì)磁體和電吸引現(xiàn)象的研究，在匯集已知的關(guān)于電和磁知識(shí)的同時(shí)，又提出了一些卓越的新理論。他研究了熱對(duì)于磁性物體的作用，發(fā)明了驗(yàn)電器，區(qū)分了靜電荷與磁，第一次解釋地球磁性。他的偉大貢獻(xiàn)在于他進(jìn)行了磁鐵和指南針實(shí)驗(yàn)，提出地球本身就是一大塊球形磁鐵。磁鐵是英國(guó)出版的第一部偉大的物理學(xué)著作，吉爾伯特從實(shí)驗(yàn)和理論相結(jié)合對(duì)電磁學(xué)的研究，標(biāo)志著近代電磁學(xué)的萌芽。三、摩擦起電機(jī)的創(chuàng)制 1650年左右，德國(guó)格里凱創(chuàng)制摩擦起電機(jī)，他用嬰孩頭般大小的玻璃瓶,把研成粉末的硫磺倒入其中，加熱玻璃球使硫磺熔為液態(tài)

5、，冷卻后，打碎玻璃瓶就得到一個(gè)硫磺球。在硫磺球中插入一根鐵軸，安裝在支架上，使其能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)硫磺球,把干手掌放在上面,球與手掌摩擦,電便源源不斷地產(chǎn)生出來(lái)，這就是最早的摩擦起電機(jī)。起電機(jī)發(fā)明后，科學(xué)家能夠獲得更強(qiáng)烈和豐富的電現(xiàn)象，一大批學(xué)者被吸引到電現(xiàn)象這一新的研究領(lǐng)域，此后，起電集部斷得到改進(jìn)。 1819年，丹麥奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可使磁針偏轉(zhuǎn)的磁效應(yīng)：1820年春，奧斯特使用了一個(gè)小的伽伐尼電槽裝置，讓電流通過(guò)一根直徑很小的鉑絲（這與他原先認(rèn)為直徑越小導(dǎo)線就越容易產(chǎn)生磁效應(yīng)的觀念是有關(guān)系的），在這根細(xì)鉑絲下回放置了一個(gè)封閉在玻璃罩中的磁針，準(zhǔn)備上課前試一試，但臨時(shí)裝置出了點(diǎn)故障，課前未能試成

6、 。當(dāng)這堂課快講完時(shí)，他決定不管怎樣也要試一下。于是在聽(tīng)眾面前大膽的合上電源，上述實(shí)驗(yàn)裝置的小磁針被電流的效應(yīng)擾動(dòng)了。由于細(xì)鉑絲通過(guò)的電流太弱，磁針受擾動(dòng)很不明顯，加之聽(tīng)眾對(duì)電流的磁效應(yīng)又無(wú)探討的思想準(zhǔn)備，所以這次實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有給在場(chǎng)者留下深刻的印象。在這之后的三個(gè)月中，奧斯特加大了電流，連續(xù)進(jìn)行了緊張而又深入的實(shí)驗(yàn)研究。 1820年7月2日，他向歐洲各主要科學(xué)刊物公開(kāi)了他的實(shí)驗(yàn)。其報(bào)告題為關(guān)于磁針上電流碰撞的實(shí)驗(yàn)，用拉丁文寫成，僅用了四頁(yè)紙，沒(méi)有任何數(shù)學(xué)公式，也沒(méi)有圖表和示意圖，只以簡(jiǎn)潔的文字?jǐn)⑹隽藢?shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)果。文章雖短，卻轟動(dòng)了歐洲，尤其是受到數(shù)學(xué)實(shí)力雄厚的法國(guó)科學(xué)院的

7、歡迎，得到法國(guó)物理學(xué)界的高度評(píng)價(jià)。四、奧斯特“電流磁效應(yīng) ”與法拉第“電磁感應(yīng)”奧斯特的實(shí)驗(yàn)證明了電流只對(duì)磁性材料產(chǎn)生作用，而且這種作用具有橫向性質(zhì)。奧斯特還將玻璃、木頭、水、松香、瓦片、石塊等非磁性物體插在導(dǎo)線和羅盤之間，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的磁針有任何改變，甚至當(dāng)磁針浸在裝有水的銅盆里的時(shí)候，磁針在電流作用下仍然偏轉(zhuǎn)。磁針?lè)旁趯?dǎo)線的上面或下面，其偏轉(zhuǎn)方向正好相反。由此，奧斯特直覺(jué)地發(fā)現(xiàn)，他所定義的“電流碰撞”沿著以導(dǎo)線為軸線的螺旋線傳播，螺線的螺紋方向幾乎與導(dǎo)線垂直。這就是電流的磁效應(yīng)的橫向特點(diǎn)的直觀描述。奧斯特的“電流碰撞”雖是不科學(xué)的臆造的文體，但它卻避免了使用牛頓的超距作用的概念。

8、1822年，法國(guó)阿拉戈和蓋·呂薩克發(fā)明電磁鐵，即用電流通過(guò)繞線的方式使其中磁鐵磁化，法國(guó)安培發(fā)現(xiàn)方向相同的兩平行電流相吸，方向相反的兩平行電流相斥。提出“電動(dòng)力學(xué)”中電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的基本定律，用分子電流解釋物體的磁性，為把電和磁歸結(jié)為同一作用奠定基礎(chǔ)。奧斯特的論文發(fā)表后，在歐洲科學(xué)中引起了強(qiáng)烈的反響，投入了大量的人力、物力對(duì)進(jìn)行研究。既然有密切關(guān)系，產(chǎn)生磁，那么很自然地會(huì)想到它的逆效應(yīng)；“磁能產(chǎn)生電”嗎？為此科學(xué)家們開(kāi)始進(jìn)行了長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)探索。自1820年至1831年的十多年間中，當(dāng)時(shí)許多著名的科學(xué)家，如安培、菲涅耳、阿拉果、德拉里夫等一大批科學(xué)家都投身于探索磁與電的關(guān)系之中，他們用很強(qiáng)

9、的各種磁場(chǎng)試圖產(chǎn)生，但均無(wú)結(jié)果，究其原因是抱住穩(wěn)態(tài)條件不放，而沒(méi)有考慮暫態(tài)效應(yīng)，因此十多年中研究進(jìn)展不大。前后一共做了類似的幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)，最終認(rèn)識(shí)到感應(yīng)現(xiàn)象的暫態(tài)性，提出只有在變化時(shí)，靜止導(dǎo)線中電流才能在另一根靜止導(dǎo)線中感應(yīng)出電流；而導(dǎo)線中的穩(wěn)恒電統(tǒng)不可能在另一根靜止導(dǎo)線中感應(yīng)出電流的。1831年11月24日，寫了一篇論文，向英國(guó)皇家學(xué)會(huì)報(bào)告了整個(gè)實(shí)驗(yàn)情況，他把可以產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形概括為五類：變化著的電流；變化著的磁場(chǎng)；運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)恒電流；運(yùn)動(dòng)的磁鐵；在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。他正確地指出與原電流的變化有關(guān)，而與原電流本身無(wú)關(guān)。把上述現(xiàn)象正式定名為“電磁感應(yīng)”。至此，作出了劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)。但電磁感應(yīng)的規(guī)律

10、，一直到1851年才最后建立。 遠(yuǎn)在美國(guó)的物理學(xué)家亨利（JHenry，17971878）于1827年也進(jìn)行了電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。他用紗包銅線在一鐵芯上繞了兩層，然后在銅線中通電，發(fā)現(xiàn)鐵芯上僅僅三公斤的鐵片居然吸起了三百公斤重的物體。亨利以此為開(kāi)端，終于發(fā)現(xiàn)了，他把這個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)總結(jié)在螺旋狀長(zhǎng)導(dǎo)線內(nèi)的電氣自感一文中，因此，從時(shí)間上說(shuō)亨利先于獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了，但他沒(méi)有公開(kāi)發(fā)表這一結(jié)果，為此他十分后侮與沮喪。五、楞次定律1832年，俄國(guó)物理學(xué)家楞次（H，F(xiàn)ELenz，18041865）受到的啟發(fā)；也開(kāi)始了一系列的電磁實(shí)驗(yàn)，并取得了成果。1833年楞次發(fā)表了論動(dòng)電感應(yīng)引起的電流的方向，宣布了關(guān)于的基本規(guī)律，指出的方向是使它所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與引起感應(yīng)的原磁場(chǎng)的變化方向相反，這就是。六、近代電磁學(xué)的發(fā)展公元1845年，英國(guó)法拉第發(fā)現(xiàn)固體和液體在磁場(chǎng)中的旋光性，即強(qiáng)磁場(chǎng)使透明體中光的偏振面旋轉(zhuǎn)的效應(yīng)。1865年，英國(guó)麥克斯韋從電磁理論推斷電磁波的存在，它以光速傳播并斷定光就是一種電磁波。1888年，德國(guó)赫茲在萊頓瓶放電的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)電磁波，并證明它呈現(xiàn)光的反射、折射、衍射、偏振等性質(zhì)，特別是從其頻率和波長(zhǎng)直接確定其傳播速度等于光速。至此，麥克斯韋的電磁波理論得到全部驗(yàn)證。磁現(xiàn)象發(fā)展至此，可謂已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)相對(duì)比較成熟、完整的階段，可以解釋生活中的磁現(xiàn)象，但