电磁现象的早期研究
第一讲 电子信息工程发展史
• 在这家书店呆 了八年，他废寝忘食、如饥 似渴地学习。他发现了电磁感应现象。经过 戴维（皇家学院实验室主任）的推荐。 1813年3月，24岁的法拉第担任了皇家学院 助理实验员。他坚信既然电能产生磁，那么 磁也能产生电。他终于发现在线圈内运动的 磁体可以在导线中产生电流。
4、电路理论及电磁场理论的研究
• 1831年8月26日终于，英国物理学家法拉 第（M.Faraday,1791-1867） （相差6年） 完成了电磁感应定律的研究。该定律揭示 了磁变生电的规律。这一发现成为发电机 和变压器的基本原理，从而使机械能变为 电能成为可能，推动了电在工业上的广泛 应用，使人类迈向了电气时代。
法拉第简介
欧姆简介
• 1803年欧姆考入埃尔兰根大学学习，后来由于家 庭经济困难，于1806年他被迫退学。通过自学， 他于1811年又重新回到爱尔兰大学，顺利地取得 了博士学位。大学毕业后，欧姆靠教书维持生活 。从1820年起，他开始研究电磁学。为了纪念他 ，人们把电阻的单位命名为欧姆。其定义是：在 电路中两点间，当通过1安培稳恒电流时，如果这 两点间的电压为1伏特，那么这两点间导体的电阻 便定义为1欧姆。
• 6)英国科学家汤姆逊（J.Thomson,18561940）在1895-1897年间反复测试，证明了 电子确实存在。随后，英国科学家弗莱明 （J.A.Fleming）在爱迪生发明的热二极管 的基础上发明了实用的真空二极管。它具有 单向导电特性，能用来整流或检波。 • 7) 1907年，美国人福斯特（L.D.Forest） 发明了真空三极管
• 法拉第生于萨里郡纽因顿的一个铁匠家庭。13岁就在一家 书店当送报和装订书籍的学徒。他有强烈的求知欲，挤出 一切休息时间贪婪地力图把他装订的一切书籍内容都从 头读一遍。读后还工工整整地作读书笔记；用一些简单器 皿照着书上进行实验，仔细观察和分析实验结果，把自己 的阁楼变成了小实验室。他家境贫寒，未受过系统的正规 教育，但却在众多领域中作出惊人成就，是英国著名物理 学家、化学家。在化学、电化学、电磁学等领域都做出过 杰出贡献堪称刻苦勤奋、探索真理、不计个人名利的典范， 对于青少年富有教育意义。 • 他的导师戴维（皇家学院实验室主任），世人却知者甚少。
电磁感应原理：电与磁的相互作用
• 法拉第电磁感应定律的公式表示：e = -dΦ/dt
电磁感应原理的早期研究成果
• 楞次定律：感应电流的方向总是与磁场变化产生的副作用相抵消
• 安培环路定理：磁场与电流之间的关系可以通过环路积分来描述
电磁感应原理的早期研究意义
• 为电磁感应原理的应用提供了理论支持
• 为电磁感应原理的进一步发展奠定了基础
• 交变磁场切割副线圈，使副线圈产生感应电动势和电
流
变压器的设计与优化
• 需要考虑线圈匝数、线圈间距、磁芯材料等因素
• 通过优化设计，提高变压器的效率和使用寿命
电磁感应原理在电动机中的应用
01
02
03
电动机的原理
电动机的工作过程
电动机的设计与优化
• 利用电磁感应原理，将电能转化为机
• 通入交流电的线圈产生交变磁场
磁场
• 旋转磁场切割导线，使导线中产生感应
电动势和电流
发电机的设计与优化
• 需要考虑磁场强度、导线长度、转速等
因素
• 通过优化设计，提高发电机的效率和使
用寿命
电磁感应原理在变压器中的应用
变压器的原理
• 利用电磁感应原理，实现电压的变换
• 通过改变线圈匝数，实现电压的升高或降低
变压器的工作过程
• 原线圈通入交流电，产生交变磁场
创新
• 与其他信息技术相结合，推动信
• 需要发展高速、高效、安全的信
• 磁存储、电磁传感器等新型信息
息技术的革新
息技术
技术的研发
电磁感应原理面临的挑战与研究方向
电磁感应原理的研究方向
• 电磁感应现象的实验验证和理论分析
• 电磁感应原理在新兴领域的应用研究和技术创新
电磁学的发展
3.6 安培奠定电动力学基础
麦克斯韦对安培的评价： • “安培借以建立电流之间机械作用定律的实验研究，是科学
上最辉煌的成就之一” 。“整个的理论和实验看来似乎是从 这位‘电学中的牛顿 ’的头脑中跳出来的并且已经成熟和完 全装备完了的，它在形式上是完整的，在准确性方面是无懈 可击的，并且它汇总成为一个必将永远是电动力学的基本公 式的关系式，由之可以导出一切现象。”
• 1660年左右，德国科学家格里凯(1602～1686)发 明摩擦起电机（带有转动轴的硫磺球）。
• 1729年，英国的格雷（1670～1736），引入导体 概念
• 1733年，法国的杜菲（1698～1739）发现绝缘的 金属也可以通过摩擦的办法起电，认为所有的物 体都可以摩擦起电。
对磁现象的研究---“小地球”实验：
• 出 生 :1745 年 2 月 18 日 米兰公国科莫
• 逝 世 :1827 年 3 月 5 日 （ 82 岁 ） 伦巴第-威尼斯王国科 莫ห้องสมุดไป่ตู้
• 职业:物理学家
目前已知的全球第一个电池
• Drawing of Alessandro Volta's voltaic pile, invented in 1800, the first electric battery. It was built of many individual cells, each consisting of a disk of copper and a disk of zinc or silver separated by a disk of cloth soaked in acid or brine. A 23 cell pile like this would have produced around 36 volts. Alterations: removed caption
电磁学发展简史
电磁学发展简史07 电联毛华超一.早期的电磁学研究早期的电磁学研究比较零散，下面按照时间顺序将主要事件列出如下：1650年，德国物理学家格里凯在对静电研究的基础上，制造了第一台摩擦起电机。
1720年，格雷研究了电的传导现象，发现了导体与绝缘体的区别，同时也发现了静电感应现象。
1733年，杜菲经过实验区分出两种电荷，称为松脂电和玻璃电，即现在的负电和正电。
他还总结出静电相互作用的基本特征，同性排斥，异性相吸。
1745年，荷兰莱顿大学的穆欣布罗克和德国的克莱斯特发明了一种能存储电荷的装置－莱顿瓶，它和起电机一样，意义重大，为电的实验研究提供了基本的实验工具。
1752年，美国科学家富兰克林对放电现象进行了研究，他冒着生命危险进行了著名的风筝实验，发明了避雷针。
1777年，法国物理学家库仑通过研究毛发和金属丝的扭转弹性而发明了扭秤。
1785－1786年，他用这种扭秤测量了电荷之间的作用力，并且从牛顿的万有引力规律得到启发，用类比的方法得到了电荷相互作用力与距离的平反成反比的规律，后来被称为库仑定律在早期的电磁学研究中，还值得提到的一个科学家是大家都已经在中学物理课本中学过的欧姆定律的创立者－欧姆。
欧姆,1787年3月16日生于德国埃尔兰根城，父亲是锁匠。
父亲自学了数学和物理方面的知识，并教给少年时期的欧姆，唤起了欧姆对科学的兴趣。
16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学，由于经济困难，中途缀学，到1813年才完成博士学业。
欧姆是一个很有天才和科学抱负的人，他长期担任中学教师，由于缺少资料和仪器，给他的研究工作带来不少困难，但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究，自己动手制作仪器。
欧姆对导线中的电流进行了研究。
他从傅立叶发现的热传导规律受到启发，导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差。
因而欧姆认为，电流现象与此相似，猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力，即现在所称的电动势，并且花了很大的精力在这方面进行研究。
电磁学发展史简述
绪论一、电磁学发展史简述1概述早期,由于磁现象曾被认为是与电现象独立无关的，同时也由于磁学本身的发展和应用，如近代磁性材料和磁学技术的发展，新的磁效应和磁现象的发现和应用等等，使得磁学的内容不断扩大，所以磁学在实际上也就作为一门和电学相平行的学科来研究了。
电磁学从原来互相独立的两门科学（电学、磁学）发展成为物理学中一个完整的分支学科，主要是基于两个重要的实验发现,即电流的磁效应和变化的磁场的电效应。
这两个实验现象,加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设，奠定了电磁学的整个理论体系,发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。
麦克斯韦电磁理论的重大意义，不仅在于这个理论支配着一切宏观电磁现象(包括静电、稳恒磁场、电磁感应、电路、电磁波等等),而且在于它将光学现象统一在这个理论框架之内，深刻地影响着人们认识物质世界的思想。
电子的发现，使电磁学和原子与物质结构的理论结合了起来，洛伦兹的电子论把物质的宏观电磁性质归结为原子中电子的效应，统一地解释了电、磁、光现象。
和电磁学密切相关的是经典电动力学，两者在内容上并没有原则的区别。
一般说来，电磁学偏重于电磁现象的实验研究，从广泛的电磁现象研究中归纳出电磁学的基本规律；经典电动力学则偏重于理论方面，它以麦克斯韦方程组和洛伦兹力为基础，研究电磁场分布，电磁波的激发、辐射和传播，以及带电粒子与电磁场的相互作用等电磁问题，也可以说,广义的电磁学包含了经典电动力学。
2电学发展简史“电”一词在西方是从希腊文琥珀一词转意而来的，在中国则是从雷闪现象中引出来的。
自从18世纪中叶以来，对电的研究逐渐蓬勃开展。
它的每项重大发现都引起广泛的实用研究,从而促进科学技术的飞速发展.现今，无论人类生活、科学技术活动以及物质生产活动都已离不开电。
随着科学技术的发展，某些带有专门知识的研究内容逐渐独立,形成专门的学科，如电子学、电工学等.电学又可称为电磁学，是物理学中颇具重要意义的基础学科。
高三物理学史《电磁学的发展历史》课件(共52张PPT)
现象正式定名为电磁感应。
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法拉第根据大量实验事实总结出了如下定律：
电路中感应电动势的大小，跟穿过这一闭合电路的磁 通变化率成正比。
感应电动势用 表示，即 （负号反映感应电动势的方向 与磁通量变化的关系）
这就是法拉第电磁感应定律。
直到70年代才逐渐被爱迪生发明的白炽灯所代替。此 外伏打电池也促进了电镀的发展，电镀是1839年由西 门子等人发明的。
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3.2 电磁学的建立
电磁感应现象的发现，对科学技术的发展意义重大。
它揭示了电与磁相互联系和转变的又一重要性质，推 动了电磁学理论的的发展。
在应用方面，为大规模地利用电能开辟了广阔的道路
记载了电学方面的研究。
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盖利克和起电机
盖利克 起电机
最早的静电起电机出现在17世纪，O.von.盖利克 利用摇柄使一个硫磺球（后改用玻璃球）迅速旋转 ，用人手（或皮革）与之摩擦起电。
到19世纪，这种摩擦起电机为感应起电机所取代。
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18世纪电的研究——电流趣闻
斯蒂芬·格雷 （Stephen Gray）
闪电可以使罗盘的磁针旋转
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奥斯特实验
在1820年4月发现电流的磁效应：当电流 通过导线时，引起导线近旁的磁针偏转。
丹麦物理学家奥斯特 (Hans Christian Oersted，
1777—1851)
通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场。 25
同年7月21日以《关于磁针上电冲突作用的实验》 为题发表了他的发现。
安培研究电流相互 作用的仪器 28
即两个电流元之间的作用力跟它们之间距离的平方成反比 ，这就是著名的安培定律。
走进电世界-2.ppt(2)
2.2 电流磁效应的研究
2.2.1 奥斯特发现电流的磁效应
• 丹麦哥本哈根大学物理学教授奥斯特 (Hans Christian Oersted,1777～1851) 一直相信电、磁、光、热等现象相互存 在内在的联系。
• 电流的磁效应研究结果：在通电导线的 周围，发生一种“电流冲击”。磁性物 质或磁性粒子受到这些冲击时，阻碍它 穿过，于是就被带动，发生了偏转； “电流冲击”是沿着以导线为轴线的螺 旋线方向传播的。
庭。13岁时辍学，仅读过小学
和初中，通过刻苦自学于1819年考进奥尔贝尼学院， 学习了化学、解剖学和生理学。但毕业后却在该校当 上了一名自然科学和数学讲师。1832年，他应聘任新 泽西学院（现在的普林斯顿大学）的自然哲学教授。 1867年被选为美国国家科学院首任院长。
2.4 电磁场理论的建立
2.4.1 麦克斯韦建立电磁场理论
• 美国：1747年，富兰克林 提出具有两种带电状态的
单一流体来描述电流。后
来发明了避雷针；提出电
荷守恒。
1785年，法国物理学家库仑
(Charles Augustin de Coulomb, 1736-1806) 的研究为电和磁的研究 开辟了新方向。他是磁和电的研究 先驱者，制定了库仑定律。库仑定 律是电学发展史上的第一个定量规 律，它使电学的研究从定性进入定 量阶段，是电学史中的一个重要的 里程碑。库仑是18世纪一位学识渊 博的法国物理学家，也是当时欧洲 最好的工程师之一。他善于设计精 巧的实验，进而取得精确数据，找 出数据变化的规律，揭示运动的基 本法则。
• 1832年，他改进和推广了库仑定律的 公式，并且提出了测量磁强度的实验 方法。他和韦伯合作，建立了电磁学 中的高斯单位制；发明了电磁铁电报 机；绘制出世界第一张地球磁场图。
电磁场的发展简史及其应用
• 2.电磁场理论的建立： 18世纪末期，德国哲学家谢林认为，宇宙是活 的，而不是僵死的。他认为电就是宇宙的活力，就 是宇宙的灵魂！而且，电、磁、光、热都是联系在 一起的！ 奥斯特是谢林的信徒。他从1807年开始研究电 与磁的关系，至1820年，发现电流以力作用于小磁 针。
而后安培发现力、电流等相关元素的联系，并 建立大量的数学公式。比1.电磁场的早期理论研究： 电、磁现象是大自然中最重要的往来现象。也 很早就被科学家们注意并潜心观察！但由于科学技 术的落后，关于电、磁方面的知识始终停留在表面， 很长一段历史时期都没能发展！ 但就是凭着科学家门不懈的努力，为电磁学打 下了良好基础，直至十九世纪，电、磁神秘的面纱 被慢慢揭开！
应用与发展
• 1887年，德国科学家赫兹用火花隙激励环状天线 接收，证实了麦克斯韦的电磁波存在预言！这一 重要实验导致了后来无线电报的发明，从此，也 开始了电磁场理论的应用发展的时代！
实际生活中对电磁场的应用
在国防的应用
展望
• 随着科技的进一步发展，人们对电磁学的认识以 及了解还会加深，会更对的将电磁学应用到我们 的日常生活中，给我们带来便捷！
• 谢谢大家！
再然后就是法拉力，1831年发现电磁感应现象， 进一步证实了电现象与磁现象的统一性。法拉第坚 信电磁的近距作用，认为物质之间的电力和磁力都 需要由媒介传递，媒介就是电场和磁场！
•
最后是麦克斯韦，总结了安培、法拉第等前 任的经验，创造性的提出位移电流的概念！其 理论中心思想为：变化的磁场可以激发涡旋电 场，变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁 场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发 组成一个统一的电磁场。麦克斯韦进一步将电 场和磁场的所有规律综合起来，建立了完整的 电磁场理论体系。
绪论-电磁场与电磁波(第3版)-邹澎-清华大学出版社
三、电磁场理论的重要性
3、电磁理论与电路的关系 我们专业的基础课和专业基础课可分为两大类：
与场有关的课程：电磁学、电磁场与电磁波、微波、天线、 电波传播、电磁兼容技术……
与路有关的课程：电路分析、模拟电路、数字电路、高频 电路，射频电路设计……
三、电磁场理论的重要性
这两类课程都是研究电磁现象的，所用的方法不同：
1、数学工具：微分、积分、矢量分析、微分方程、数学 物理方程。
①、显得理论性比较强＊； ②、利用教学工具的能力在科研和工程设计中起着非常重 要的作用，希望同学们在学习电磁场课的过程中，提高利 用数学工具解决实际问题的能力。
四、学习方法
2、本书内容可分为几部分（把握重点）
①、复习性内容：大学物理中学过内容（在电磁场理论中也
公众应用 ：机场监视、海上导航、气象 雷达、测量学、飞机着陆、夜间防盗、 速度测量（警戒雷达）、测绘等
科学应用：天文学、绘图和成像，精密 距离测量，自然资源遥感等
二、电磁场理论的广泛应用
5、微波炉
微波炉
微波炉的发明者是美国的斯本塞
三、电磁场理论的重要性
1、是一门重要的专业基础课
①、所有的信息都是通过电磁场和电磁波传递的*，因此必 须掌握电磁场和电磁波的基本规律。
是很重要的内容），在本课程中不作为重点，但作为预
备知识，要求熟悉，可参考大学物理教材复习＊ 。
②、基本内容：电磁场课程中的基本概念、基本方法。
③、阅读性内容：扩大知识面。
④、第7章在微波技术课中讲，其它章也有一些小节不讲。
以讲课内容为准（在书上作些批注）。
3、 评分方法
①、作业计入期末成绩（要求平时按时完成） 10%
②、是进一步学习一些后续课程的基础：微波技术、光纤 通信、天线、电波传播、电磁兼容技术、射频电路设 计……
电工技术发展史
电工技术发展史自人类文明的发展以来，电力作为一种重要的能源和科学技术领域，一直扮演着重要的角色。
本文将探讨电工技术的发展史，从早期的发现到现代的应用。
一、早期电力的发现人类对于电力的早期发现可以追溯到古希腊时期。
有记载显示，古希腊人洛迦诺斯（Thales of Miletus）在公元前600年左右发现了电磁现象。
他观察到琥珀（amber）在摩擦后可以吸引小的轻物体，这启发了以后科学家对电力的研究。
二、电磁学的发展18世纪末，电磁学的研究取得了重要的突破。
本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin）在1752年进行了著名的风筝实验，证明了闪电是一种电现象。
随后，安德烈-玛丽·安培（André-Marie Ampère）和迈克尔·法拉第（Michael Faraday）等科学家通过实验证实了电流和磁场之间的相互关系，奠定了电磁学的基础。
三、发电技术的发展19世纪初，发电技术开始逐渐出现。
1800年，意大利科学家奥尔斯特（Alessandro Volta）发明了第一台化学电池，被称为伏打电堆。
这一发明推动了电化学研究的发展。
随后，迈克尔·法拉第的电磁感应理论和磁致发电机的发明，为发电技术的进一步发展提供了奠基石。
四、电灯的诞生在电工技术发展的历程中，电灯的发明被认为是重要的里程碑。
托马斯·爱迪生（Thomas Edison）是著名的发明家，他于1879年成功发明了一种实用的高效电灯。
这种灯泡使用了碳化纤维丝作为发光材料，大大改善了人类的照明条件，也为电力产业的发展铺平了道路。
五、电力系统的建设随着电力需求的增加，人们开始建设电力系统来满足人们对电力的需求。
1882年，伦敦成为世界上第一个使用交流电供电的城市。
直流电和交流电的竞争引发了一场“电流战争”，交流电最终成为主流，由尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）等人贡献了交流电输送和变压技术，为电力系统的建设奠定了基础。
磁现象发展历程
“磁现象”发展历程12级物理二班朱琛1207020080 【摘要】磁现象从古代发展到现代经历了很多变化，不同的科学家都为磁现象的发展做出了伟大的贡献。
磁现象发展至今经历无数科学家坚持不懈的探索，本文主要按时间顺序将磁现象的发展过程作一个简单的介绍。
【关键字】磁现象发展探索时间顺序一、磁铁的发现公元前650—前550年,古希腊人发现摩擦琥珀可使之吸引轻物体,发现磁石吸铁。
磁铁不是人发明的，是天然的磁铁矿。
古希腊人和中国人发现自然界中有种天然磁化的石头，称其为“吸铁石”。
这种石头可以魔术般的吸起小块的铁片，而且在随意摆动后总是指向同一方向。
早期的航海者把这种磁铁作为其最早的指南针在海上来辨别方向。
最早发现及使用磁铁的应该是中国人，也就是“指南针”，是中国四大发明之。
经过千百年的发展，今天磁铁已成为我们生活中的强力材料。
通过合成不同材料的合金可以达到与吸铁石相同的效果，而且还可以提高磁力。
在18世纪就出现了人造的磁铁，但制造更强磁性材料的过程却十分缓慢，直到20世纪20年代制造出铝镍钴(Alnico)。
随后，20世纪50年代制造出了铁氧体(Ferrite),70年代制造出稀土磁铁[包括铁硼(NdFeB)和钐钴(SmCo)]。
至此，磁学科技得到了飞速发展，强磁材料也使得元件更加小型化。
二、磁铁石的排斥作用（《磁铁》的出版）公元前一世纪，罗马卢克莱修最先记载了磁铁石的排斥作用和铁屑实验。
1600年，英国吉尔伯特出版《磁铁》，用铁磁体来说明的地球的磁现象。
《磁铁》英国物理学家、医师吉尔伯特(William Gilbert, 1544、5、24 –1603、11、30)是第一个用实验方法探索电磁性质，并从理论上中以概括的早期科学家，他关于磁的研究结论原型“同名极相吸，异名极相斥”被们们被人们引申并广为引用为“同性相吸，异性相斥”。
吉尔伯特对磁力现象的兴趣来源于他渴望理论控制行星运动的力，当时，哥白尼提出不久的太阳系模型还不能解释什么力在太阳和行星之间发挥作用，吉尔伯特认为或者是磁力的作用，为了检验自己的想法，他对电和磁现象进行了彻底的分析。
电磁学的发展
电磁学的发展电磁学是物理学中最重要也是最古老的分支之一。
从远古到18世纪中、晚期是电、磁现象的早期研究阶段，以对电、磁现象的观察、实验及定性研究为主；从18世纪晚期到19世纪上半叶，库仑首次开始了对电磁现象的定量研究，并逐步建立起电磁学理论体系；1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，打开了寻找电与磁内在联系的大门。
1831年，英国物理学法拉第形象化地引入了“力线”概念，并又经过10年的努力，终于发现了电磁感应现象，这是电磁学发展史上的一座重要的里程碑。
1856年，麦克斯韦把法拉第的力线首次进行数学化的尝试；1862年，麦克斯韦把“涡旋电场”和“位移电流”的概念引入电磁学，这是他的杰出之作；1865年，麦克斯韦完成了《电磁场的动力学理论》的论文，这篇论文系统地总结了从库仑、安培到法拉第以及他自己的研究成果，提出了著名的麦克斯韦方程，并预言了电磁波的存在；1888年，德国物理学家赫兹用实验的方法证实了麦克斯韦关于电磁场理论预言的所有方面，至此，电磁理论的雄伟大厦已经建成。
了麦克斯韦关于电磁场理论预言的所有方面，至此，电磁理论的雄伟大厦已经建成。
第一节 电磁现象的早期研究据记载，最早对电现象进行认真研究的是被誉为古希腊七贤之一的泰勒斯（Thales ，BC624～BC546）。
泰勒斯发现，丝绸摩擦过的琥珀可以吸引灰尘、绒毛、麦秆等轻小物体，这是人类历史上第一次记载的摩擦起电现象；后来，人们把这种神奇的力量称为“琥珀电”（electricity ）。
16世纪后半叶以后，实验风气逐渐兴起，人们发明了产生电荷和储存电荷的起电机、莱顿瓶，发现了电流，制成了最早的电源——电堆。
17世纪和18世纪初期，许多学者对摩擦起电、电火花的形成和大气潮湿的影响等现象进行了一系列的定性观察。
英国学者吉尔伯特（Gilbert Gilbert WilliamWilliam ，1544～1603）发现能带电的不仅有琥珀，而且还有钻石、水晶以及其他许多矿物，到18世纪40年代以前，摩擦起电已被人们广泛应用。
电磁学的发展史
电磁学发展简史一. 早期的电磁学研究早期的电磁学研究比较零散，下面按照时间顺序将主要事件列出如下：1650年，德国物理学家格里凯在对静电研究的基础上，制造了第一台摩擦起电机。
1720年，格雷研究了电的传导现象，发现了导体与绝缘体的区别，同时也发现了静电感应现象。
1733年，杜菲经过实验区分出两种电荷，称为松脂电和玻璃电，即现在的负电和正电。
他还总结出静电相互作用的基本特征，同性排斥，异性相吸。
1745年，荷兰莱顿大学(图1)的穆欣布罗克和德国的克莱斯特发明了一种能存储电荷的装置－莱顿瓶，它和起电机一样，意义重大，为电的实验研究提供了基本的实验工具。
1752年，美国科学家富兰克林对放电现象进行了研究，他冒着生命危险进行了著名的风筝实验，发明了避雷针。
1777年，法国物理学家库仑通过研究毛发和金属丝的扭转弹性而发明了扭秤，如图2所示。
1785－1786年，他用这种扭秤测量了电荷之间的作用力，并且从牛顿的万有引力规律得到启发，用类比的方法得到了电荷相互作用力与距离的平反成反比的规律，后来被称为库仑定律。
在早期的电磁学研究中，还值得提到的一个科学家是大家都已经在中学物理课本中学过的欧姆定律的创立者－欧姆。
欧姆,1787年3月16日生于德国埃尔兰根城，父亲是锁匠。
父亲自学了数学和物理方面的知识，并教给少年时期的欧姆，唤起了欧姆对科学的兴趣。
16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学，由于经济困难，中途缀学，到1813年才完成博士学业。
欧姆是一个很有天才和科学抱负的人，他长期担任中学教师，由于缺少资料和仪器，给他的研究工作带来不少困难，但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究，自己动手制作仪器。
欧姆对导线中的电流进行了研究。
他从傅立叶发现的热传导规律受到启发，导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差。
因而欧姆认为，电流现象与此相似，猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力，即现在所称的电动势，并且花了很大的精力在这方面进行研究。
电磁学：电与磁的统一
电磁学：电与磁的统一电磁学是物理学的一个重要分支，研究电荷和电流所产生的电场和磁场以及它们之间的相互作用。
在电磁学的发展过程中，科学家们逐渐认识到电与磁实际上是相互关联、相互转化的两个现象，最终形成了电与磁的统一理论。
静电学与静磁学在电磁学发展的早期阶段，人们对于电和磁的性质进行了分离研究。
静电学主要研究静止电荷所产生的电场及其相互作用，而静磁学则主要研究静止电流所产生的磁场及其相互作用。
这两个领域的发展为后来的电动力学奠定了基础。
麦克斯韦方程组19世纪中叶，麦克斯韦通过实验和理论推导，提出了描述电与磁统一现象的方程组，即麦克斯韦方程组。
这个方程组包括四个方程，分别是高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和法拉第电磁感应定律的修正形式。
这些方程描述了电场和磁场的生成、传播和相互作用规律，成为电磁学的基础。
电磁波的发现麦克斯韦方程组预言了电磁波的存在，但直到后来的实验才证实了这一预言。
1887年，赫兹通过实验证明了电磁波的存在，并测量了它们的速度。
这一发现引发了对于电磁波性质的深入研究，也为无线通信等技术的发展奠定了基础。
电磁场与相对论爱因斯坦在20世纪初提出了相对论，将电磁学与空间时间的统一进行了深入探讨。
他认为电场和磁场实际上是同一个物理量在不同参考系下的表现形式，即电磁场。
相对论进一步加深了人们对于电与磁统一性质的理解，并为后来量子力学的发展提供了重要线索。
量子电动力学量子电动力学是描述微观世界中电磁相互作用的理论，将量子力学和电动力学相结合。
通过量子电动力学，我们可以更好地理解电磁场与粒子之间的相互作用，解释光的发射、吸收和散射等现象。
这一理论的发展为现代物理学的研究提供了重要工具。
应用与展望电磁学的应用广泛，涵盖了电力工程、通信技术、电子器件等多个领域。
例如，电力工程中利用电磁感应原理实现发电和输电；通信技术中利用电磁波进行信息传输；电子器件中利用电磁场控制电流和信号等。
未来，随着科学技术的不断进步，电磁学将继续发展，并在更多领域发挥重要作用。
电磁场理论的建立
二、安培定律与分子电流假说
法国物理学家安培（公元1775－1836）出生于里昂 附近一个商人家庭。少年时代就表现出惊人的记忆 力和非凡的数学才能，完全靠自学而获得自然科学、 哲学、历史和文学等方面的丰富知识。1799年开始 一边担任教学工作一边对数学进行系统的研究， 1808年担任法国帝国大学总督学，1809年成为巴黎 工艺大学数学教授，1814年成为法国科学院院土， 1824年担任法兰西学院实验物理学教授，1827年被 选为英国皇家学会会员。由于他在电学上的杰出成 就，人们用他的
——库仑定律的发现
一、反平方定律的提出 1750年前后，彼得堡科学院院士埃皮努斯在 实验中发现；当发生相互作用的电荷之间的距 离缩短时，两者之间的吸引力和排斥力便增加。 1766年富兰克林写信给他在德国的一位朋友 普利斯特利（公元1733一1804），介绍了他 在实验中发现在金属杯中的软木球完全不受金 属杯电性的影响的现象。现象的发现
富兰克林（公元1706一1790）原来是费城的 印刷商，他通过书本和科学上的来往获得了丰 富知识，他利用莱顿瓶做出的第一项重要工作， 是根据莱顿瓶内外两种电荷的相消性，在杜菲 的“玻璃电”和“树脂电”的基础上提出正电 和负电的概念。 富兰克林所做的第二项重要工作是统一了天电 和地电。
享
第三节 电流的发现
1800年伏打给英国皇家学会的一个报告中说。 “无疑你们会感到惊讶，我所要介绍的装置， 只是用一些不同的导体按一定的方式叠置起来 的装置。用30片、40片、60片、甚至更多的 铜片（当然最好的是银片）将它们中的每一片 与一片锡片（最好是锌片）接触，然后充一层 水或导电性能比纯水更好的食盐水、碱水等液 层，或填上一层用这些液体浸透的纸皮或皮革 等，……，就能产生相当多的电荷。” 牛牛文档分 牛牛文档分 享
科普中国古代的电磁学知识
科普中国古代的电磁学知识中国古代是世界文明史上一颗璀璨的明珠，拥有悠久的历史和丰富的科技传统。
在这个领域中，中国古代的电磁学知识也是令人称奇。
在此文章中，我们将一同探索中国古代的电磁学知识，了解古人对电磁学的理解和应用。
第一部分电与磁的早期认知在古代，中国人对于电与磁的认知可以追溯到很久以前。
早在战国时期，孔子的弟子颜回就写有《阳货》一书，其中记录了关于电的一段古老而神秘的记载。
据《阳货》记载，当阳光射入黄金碗内的某个角落时，黄金碗内却迅速获得了静电，能够使附近的物体受到吸引或排斥。
这个实验等于是古代中国人早期对电现象的初步认识，为后来对电的深入研究奠定了基础。
同时，中国古代也留下了许多磁性材料的应用记录。
早在战国时期，磁铁已经开始被广泛应用于指南针和司南仪等装置中，用以测定地理方位。
这些早期的指南针，不仅具备指示方向的功能，更让人们开始思考磁性材料与地磁之间的关系。
第二部分异域传世著名科学家的贡献除了本土传统，中国古代的电磁学知识还受到了外域的影响，特别是从西方传入的影响。
在元代（公元13世纪），中国与蒙古相邻，不少西方科学家也因此来到中国。
其中最有名的科学家即马可•波罗。
马可•波罗在游历中亲眼目睹了中国人使用火药作为燃料，但对于火药的实质并不了解。
他留下的一系列游记中描述了中国人用碎铁粉撒在火药上，观察到炸药火焰会有燃烧后迅速失去的异常现象。
这实际上是古人观察到的磁性材料在火焰中的行为，但当时并没有深入研究。
第三部分古代技术与应用中国古代的电磁学知识并不仅仅停留在理论层面，还有一些实际应用。
其中一个著名的例子是古代井喷灯。
传说在汉代时期，有个名叫“露珠”的器械，可以发出炫目的光芒。
这类井喷灯是由玻璃器皿内装有带有水银的青铜制球体，结合特定材料和机械装置的井喷灯制作而成。
当玻璃灯球旋转时，由于球体带有静电，周围气氛中的灰尘和细颗粒会被电磁力所吸引，从而形成了炫目的效果。
第四部分对未来的启示通过对中国古代电磁学知识的了解，我们可以发现当时古人对电磁学现象的观察和应用是相当深入的。
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电磁现象的早期研究从远古开始，无论是中国还是西方都有对电、磁现象观察的记载，16世纪后半叶以后，实验风气逐渐兴起，人们发明了产生电荷和储存电荷的起电机、莱顿瓶，发现了电流，制成了最早的电源——电堆。
这不仅加深了人们对电现象和磁现象的认识，并且为进一步探索电磁现象的规律作好了物质准备。
据记载，最早对电现象进行认真研究的是被誉为古希腊七贤之一的泰勒斯。
泰勒斯发现，丝绸摩擦过的琥珀可以吸引灰尘、绒毛、麦秆等轻小物体，这是人类历史上第一次记载的摩擦起电现象；后来，人们把这种神奇的力量称为“琥珀电”（electricity）。
我国东汉初期（公元前1世纪左右），王充在《论衡》一书中曾记载了琥珀吸引草屑的摩擦起电现象。
17世纪和18世纪初期，许多学者对摩擦起电、电火花的形成和大气潮湿的影响等现象进行了一系列的定性观察。
英国学者吉伯（Gibb）发现能带电的不仅有琥珀，而且还有钻石、水晶以及其他许多矿物，到18世纪40年代以前，摩擦起电仍是人们获得电的惟一方法。
关于磁学方面的研究，最早的记载是古罗马自然哲学家普林尼（Pliny，23—79），他曾讲了两个传说：其一是说牧羊人玛格内斯（Magnas）在克里特岛的艾达山上时，他的鞋被山石所吸，以致于很难行走；另一个是说有一座沿海的磁山，它可以使驶向它的船四分五裂，原因是钉在船上的钉子，在磁山吸引力作用下被拔掉了。
这些传说证明西方古代也是很早就发现了磁现象。
据说磁石（magnet）这个词，是古罗马自然哲学家和诗人卢克莱修（Lucretins，前99一前55）从磁铁矿的产地、小亚西亚的地名Magnesia附来的。
二、莱顿瓶的发明18世纪中叶，电学实验逐渐普及，在德国和荷兰有不少人公开表演以为娱乐。
1731年，英国牧师格雷（Gray），从实验中发现由摩擦产生的电，在玻璃和丝绸这类物体上可以保持下来而不流动。
而有的物体如金属，它们不能由摩擦而产生电，但它们却可以把电从一处传流到另一处。
湿的丝线也有这样的性质。
他当时可以用金属丝把房里摩擦产生的电引出来绕花园一周，在末端还具有电的吸引作用。
他第一次分清了导体和绝缘体，而电在导体中可由一处移到另一处这一事实，就很自然地使人按照机械力学的观点，把电视为某种不可称衡的流体。
电既然是一种流体，可不可以像水那样用容器来蓄存呢？1745年，一个德国牧师冯·克来斯脱（Kleist），试用一根钉子把电通往瓶子里去，当他一手握瓶，一手摸钉子时，受到明显的电震。
1746年，荷兰莱顿城莱顿大学的教授彼得·冯·慕欣布罗克（Musschenbrock），无意中发现同样的现象，用他自己的话说：“手臂和身体产生一种无法形容的恐怖感觉，总之，我认为自己的命没了。
”这是人类有史以来第一次受到的人工大电击。
就这样，慕欣布罗克公布了自己意外的发现：把带电的物体放进玻璃瓶里就可以把电保存起来。
慕欣布罗克的发现，使电学史上第一个保存电荷的容器诞生了。
它是一个玻璃瓶，瓶里瓶外分别贴有锡箔。
瓶里的锡箔通过金属链跟金属棒连接，棒的上端是一个金属球，由于它是在莱顿城首先制成的，所以叫做莱顿瓶，这就是最初的电容器。
莱顿瓶很快在欧洲引起了强烈的反应，电学家们不仅利用它们做了大量的实验，而且做了大量的示范表演。
有人用它来点燃酒精和火药。
其中规模最壮观的是法国人诺莱特在巴黎一座大教堂前所作的表演。
诺莱特邀请了法国路易十五的皇室成员临场观看。
他让七百名修道士手拉手排成一行，井让排头的修道士用手托住莱顿瓶，当莱顿瓶充电后，让排尾的修士用手触摸莱顿瓶的引线，瞬时间，七百名修道士因受电击而几乎同时跳了起来，在场的人无不为之目瞪口呆。
诺莱特以令人信服的证据向人们展示了电的巨大威力。
莱顿瓶的发明，使物理学家第一次有办法储存大量电荷，并对其性质进行研究。
三、两种电流质假说的提出与争论在18世纪以前，由于人们对电的知识知道太少，因此，对电的本质没有提出过有价值的假说及观念。
互8世纪电磁学的初步发展开阔了人们对电现象的认识，于是提出了关于电的本性的种种学说，促进对这一问题的探索和思考。
对电现象理论作出最初尝试的是法国科学家杜菲（C．F．DuFay，1698—1739），为了解释摩擦起电及电的吸引和排斥现象，杜菲认为存在有两种流质，可以通过摩擦的形式把它们分开，使两个物体带异种电荷而相互吸引，当它们结合时，又彼此中和。
这个假设后来被称为杜菲的“双流说”。
对什么是电作出较系统论述的首推美国物理学家富兰克林，他在对静电现象研究的基础上，于1747年提出了关于“电液说”的假说，认为电是“一种普通的元素”，是一种没有重量称为“电液”的电流质，它渗透在整个空间和一切物质实体中，如果物体内部电液的密度同外部一样，物体呈“电中性”。
起电过程是一定量的电液从一个物体转移到另一个物体上，若一个物体得到比它正常分量更多的电液，那么它就带“阳电”（即“正电”），反之就带“阴电”（即“负电”），他还指出，“电液”是由极其细微的粒子构成的，因为它很容易毫无阻碍地、自由地渗入到普通的物质（即便是最密的金属）中去。
为了解释异性电相吸引现象，他认为“虽然电液粒子彼此排斥，但是它们却为一切其他物质所强烈地吸弓K。
这样，富兰克林关于电的“单液说”假说取代了杜菲的“双流说”，成为当时比任何其他人更圆满地解释电现象的学说，并为大多数人所接受。
例如，德国自然哲学家埃皮努斯（F．U．T．Aepinus，1724—1802）就主张电的“单液说”，并以超距作用观点来处理电液粒子之间的相互作用。
法国物理学家库仑（Charles Augustin Coulomb，1736—1806）是又一个涉及到电的本性的科学家，他反对“单液说”，主张“双液说”，认为电液有两种而不是一种，同种电液粒子相互排斥，异种电液粒子相互吸引，而且这种作用是不需要通过中间媒质的一种超距作用。
无论是“单液说”还是“双液说”，它们的核心都是把电看作是一种粒子，这个观点和18世纪科学界对光的本性的看法是一致的，都属于机械的微粒说。
关于电的本性的争论长期没有得出正确的答案，即便是对电磁学作出很大贡献的法拉第（Michael Faraday，1791－1867）和麦克斯韦（James Clerk Maxwe11，1831—1879）也不例外，直到1897年J．J．汤姆孙（JosePh John Thornon，1856—1940）电子的发现才澄清了这一问题。
四、富兰克林及其电荷守恒定律本杰明·富兰克林（11efljamin Franklin，1706一1790）出生于美国一个贫穷的制烛工人家庭，在家里十七个孩子中排行十五，他当过（（刷工、作家、政治家、外交家和科学家，在18世纪的美洲这块新大陆上是不可多得的人才，可是他只受过两年正规教育。
他是殖民时期名扬欧洲的惟一美国人，在美国人看来，他是美国的国父之一，他的名字家喻户晓；但是他的名声在他那个时代，至少在欧洲，却是作为一位自然哲学家而为人知晓的。
1743年，他创立了美国第一个科学学会——美国哲学学会，1751年，他又协助创办了宾夕法尼亚大学。
富兰克林的初期创造才能表现在许多发明上，尤其著名的是改进火炉和双焦眼镜。
然而，他的最大成就却是在电学方面。
富兰克林对静电学的最重要贡献，是发现了电荷守恒定律。
就在莱顿瓶发明的那一年，1746年，英国物理学家、皇家学会的会员柯林森（Peter Coullinson），通过邮寄向美国费城的富兰克林赠送了一只莱顿瓶，并在信中向他介绍了使用方法，这样莱顿瓶带来的电学知识很快就传播到了北美。
富兰克林利用莱顿瓶做了大量的静电方面的实验，他发现，两个带有不同性质电荷的带电体，相互接触后可以呈现中性。
根据这种相消性和数学上的正、负数的概念，他把“阳电”称为正电，把“阴电”称为负电，并进一步从电荷的相消性，推出如下结论：①正电和负电，在本质上不应有什么差别；②摩擦起电过程中，总是形成等量的异种电荷；③摩擦起电过程中，一方失去的电荷与另一方得到的电荷在数量上相等。
于是，在上述推论的基础上，他总结出一个普遍的原理：电荷既不能创生也不能消灭，只不过是从某一个带电体转移到另外一个带电体；在电荷转移过程中，电荷的总量是不变的。
这就是电荷守恒定律的最原始的表述方式。
电荷守恒定律是物理学中一条比较普遍的守恒定律，富兰克林为电磁学大厦建立了第一块颇为重要的奠基石。
富兰克林主要通过和柯林森的通信方式介绍了他的实验结果，后来柯林森把他和富兰克林的通信编成了一本书于1751年出版，这本书获得了巨大的成功，再版了多次，并被译成好几种文字。
富兰克林的科学成就使得他于1756年当选为英国皇家学会的会员。
富兰克林在公众中的名声除发现电荷守恒定律外还有他的大气电实验，并以发现避雷针而达到了顶峰。
当时人们关于火、燃烧、闪电、火花和放电等现象的认识还很不清楚。
特别对雷电的危害性之大有一种惧怕的心理，除少数人认为雷电是“毒气爆炸”外，大多数人认为雷电是“上帝之火”，是天神发怒的结果。
富兰克林为破除这股迷信，一直思考着雷电的电与摩擦电本质上是否一样，区别在什么地方，从而导致了他所做的著名的天电实验。
1752年7月的一天，天气闷热，乌云密布，电闪雷鸣，就在这大雷雨就要来临的时候，美国费城郊区上空升起了一只神奇的风筝，它是用丝绸做成的，顶部安装一根尖细的铁丝，风筝用麻绳系住，麻绳末端挂着一把钥匙，兴致勃勃地放风筝的那两个人就是富兰克林和他的儿子。
他们放风筝不是为了玩，而是冒着遭受雷击丧生的危险，在进行吸取“天电”的实验，他把从云端“吸取”的电荷收集在莱顿瓶中，并进行实验。
他发现：“由此得来的电火可以使酒精燃烧，并可用来进行别的有关电的实验；而这些实验平常是靠摩擦小球或小管来作的。
”从而使雷电和摩擦起电统一了起来。
富兰克林写了一篇《论闪电和电气的相同》的论文，阐述了雷电的本质。
他明确指出：雷电现象不是“雷公雷母的发怒”，它是自然界一种大规模的放电现象，耀眼的火花就是电闪，震耳欲聋的声音就是打雷。
电闪不但可以在天空中离得很近的带异种电荷的云块之间发生，也可以在云地之间发生。
当云地之间发生闪电的时候，在极强的闪电经过的路上，树木、房屋、人畜等就被击毁或者烧焦。
富兰克林还根据风筝上尖细铁丝能够吸引天电的发现，提出了制造避雷针的设想，使建筑物免遭雷击。
富兰克林的避雷针能使云层安全放电，因而能保护建筑物本身。
避雷针确实是灵验的，1782年仅费城一处采用避雷针就有四百多根，富兰克林以他电学上划时代的研究成果，成为蜚声世界的第一流科学家。
1769年，意大利的威尼斯一座教堂被雷击毁，引起地下室火药爆炸，导致3000多人丧生。
1772年，英国成立了讨论仓库免遭雷击对策委员会，首先提出制造避雷针方案的富兰克林作为英国皇家学会会员也被任命为委员，在讨论中对避雷针的顶端形状发生了尖头、圆头之争。