中国古代的电磁学成就

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我国古代的磁学研究的杰出成就

我国古代的磁学研究的杰出成就

我国古代磁学研究的成就我国古代劳动人民在发现和应用磁技术方面曾经取得了巨大的成就,在世界磁学研究史上有许多之最。

一、最早有关磁石的文字记载至少在我国的春秋时代,我国劳动人民就已经发明了炼铁技术,在当时的采矿业里,人们就发现有一种密度很大的黑褐色石头与铁矿石共生在一起,并且发现这种黑褐色的石头能够吸引铁制器具,于是人们就根据慈母能吸引孩子那样进行想象,给它起了一个好听的名字“慈石”,也就是吸铁石。

这些磁石是天然的磁铁,其主要成分就是四氧化三铁。

有关的文字记载是我国成书于两千四、五百年前的《管子》,这样记述:“上有慈石下有铜金”,意思就是说,有慈石的地方就能找到铁矿。

另外在公元前3世纪写成的《吕氏春秋》中也有“慈石召铁”的记载。

二、世界上最早的磁罗盘磁体具有指向性,能够指示南北。

在公元前3世纪成书的《韩非子》就有记述:“故先王立司南,以端朝夕。

”意思就是说,人们已经利用司南这种指南仪来确定方向。

这是世界上公认的最早的利用磁性来指示方向的器具。

比国外最早的有关记载还要早1500多年。

公元一世纪东汉的学者王充在《论衡》中对司南做了比较具体的描述。

三、最早的磁铁吸铁性利用磁铁具有吸铁性,能够吸引铁制物品。

早在我国的秦朝,这点就得到了应用,秦始皇在修建阿房宫时就在大门建了一座“慈石门”。

有关的书籍记载:“阿房宫┅┅以慈石为门,怀忍者止之。

”意思就是说,带兵器的刺客就被慈石门挡住了,进不去。

这是有关最早的慈石应用的记载。

四、最早发现了磁偏角地理的两极与地磁的两极是不重合的,它们各自的连线之间存在一个夹角,这就是磁偏角。

我国宋代的科学家沈括当时就发现了这一现象,在《梦溪笔谈》中就有这样的记述:“常偏东,不全南。

”这比西方哥伦布横渡大西洋时才发现要早400多年了。

五、最早的人造磁体司南作为指南仪,是用天然的磁石经琢磨而成勺子,放到刻有方位的铜盘上,可以转动,静止后,勺柄指南。

但是由于摩擦阻力,它的准确性较差。

到公元4世纪我国的西晋时代,人们利用剪成鱼形的薄铁片,先放到火上烧热后被地磁场磁化,就制成了指南鱼,放到水面上漂浮,鱼头指南。

电磁学发展史

电磁学发展史

电磁学发展史
富兰克林(1706-1790)美国人,
科学家和政治家。
天上的电和地电是统一的吗? 1752年7月,一个电闪雷鸣的上午,他将 一个风筝放到空中,风筝下有一根铁丝, 铁丝下栓一根麻绳,麻绳的下一端拴丝线, 绳线接触处栓了一把钥匙。同时他还把从 云端“吸取”的电荷收集在莱顿瓶中,并 进行其它实验。
电磁学发展史
库仑通过对实验结果的分析与处理,得 出电的引力和斥力都遵守平方反比规律,并 于1785年在法国科学院发表论文,提出著名 的库仑定律。 库仑定律的建立使电磁学进入了定量的 研究,使电磁学真正成为一门科学。 类比的研究方法:如果不是与万有引力 进行类比,单靠实验具体数据的积累,严格 的库仑定律的形式将很难得到。由此我们可 以看到类比在科学研究中的作用。
电磁学发展史
三、电生磁
自吉尔伯特开始以来的二百多年,电 和磁一直是毫无关系的两门学科,围绕 电与磁寻找自然现象之间的联系,成为 一种潮流。1820年,奥斯特发现了电流 的磁效应,继泰勒斯2400年之后,建立 了电与磁的联系。
电磁学发展史
“顿牟缀芥,磁石引针”说明电现象和磁现象的相 似性;电力与磁力都遵守平方反比定律,说明它们有 类似的规律。但电与磁有没有联系呢? 17世纪初,吉尔伯特断言,他们之间没有因果关 系;库仑也持相同观点。 1731年一名英国商人的一箱新刀在闪电过后带上 了磁性; 1751年,富兰克林发现缝纫针经过莱顿瓶放电后 磁化了。 1774年,德国一家研究机构悬奖征解,题目是: “电力和磁力是否存在实际和物理的相似性?”745~1827)发明了第一个直流 电源伏达电池。电压的单位“伏特” 就是以他的名字命名的。
电池的发明,提供了产生恒定电流的电源,使 电学从静电走向动电,为人们研究电流的各种效应 提供了条件。从此电学进入了飞速发展时期。

1、电磁学发展的历史回顾

1、电磁学发展的历史回顾

1、电磁学发展的历史回顾早在公元前770年的春秋时代,中国人就发现了天然磁石,在东汉时代中国人发明了指南针,公元前120年前西汉刘安等编篆的《淮南子》中描述了“阴阳相薄为雷,激扬为电”。

北宋时期陈微显描述了磁屏蔽现象,并有磁石治疗耳病的记载。

17世纪(牛顿年代)法国旅行家卡⋅戴马甘兰游离中国后对中国的避雷针进行了描述“中国屋宇顶上龙头中有伸出的金属龙舌,舌根有细铁丝直通地下,使房屋不受雷电的破坏作用”。

虽然中国人发明较早,却无人去深入总结。

在我们的教科书里全是洋名,不见华名,因为中国古人注重发现,但不大注重理论总结与宣传。

1800年伏打给英国皇家学会会长班克斯写信介绍了电池的原理和构造。

使之成为至今众所周知的伏打电池。

1820年初奥斯芯发现电流的磁效应,并进行了深入研究和总结,而且首先传到德国和法国,在电磁学领域里,无人不晓奥斯芯这个大名。

1820年10月毕奥和萨伐尔发表了关于载流长直导线的磁场的实验结果,经过数学家拉普拉斯的帮助,总结出电流元在空间某点处产生的磁感应强度的规律d d 0I r 2μI l 4πr=⨯B e e ,称之为毕奥-萨伐尔-拉普拉斯定律,简称毕-萨定律。

1824年12月安培发现两传导电流之间的相互作用,并从毕-萨定律出发,描述了磁场环路公式0L L d I μ⋅=∑⎰B l ,称之为安培环路定律。

1832年法拉第发现磁铁与导体之间的感应,并认为是在导体中产生了感生电动势d d U =-l t∂Φ∂⎰。

法拉第还在静电测量方面和电镀领域作出了显著贡献。

1834年楞茨却认为是在导体中产生了感生电流I 。

由于感生电动势U ∆与感生电流I 体现在欧姆定律sdU Idl σ=-方程的两端,哪一个是因? 哪是一个果?这正如当时哲学界所争论的鸡蛋与小鸡的因果关系一样,谁也说不清楚。

1840年法拉第做了静电感应实验,麻绳系着一电量为Q 的带电体,并放入金属桶内,结果发现,金属桶外壁的电量也为Q ,然后,他用多个较大的金属桶套在外层,测量结果是:最外层桶的带电量仍为Q ,这是著名的桶实验。

电磁学发展简史

电磁学发展简史

的政治家、作家和科学家.其他的发明还有:富兰克林炉,双焦 眼镜,玻璃口琴等.在费城时,他组织了讨论俱乐部,后来发展成 为美国哲学学会(至今仍然存在的最古老的科学学会之一).他 还帮助建立了一所学院,后来成为宾夕法尼亚大学.
18世纪后期开始电荷相互作用的定量研究
8. 1776年,普里斯特利发现带电金属容器内表面没有电荷,猜 测电力与万有引力有相似的规律。
17. 1750年富兰克林已经观察到莱顿瓶放电可使钢针磁化,甚至 更早在1640年,已有人观察到闪电使罗盘的磁针旋转,但到19世 纪初,科学界仍普遍认为电和磁是两种独立的作用。
18. 丹麦的自然哲学家奥斯特接受了德国哲学家康德和谢林关于 “自然力统一”的哲学思想,坚信电与磁之间有着某种联系。经 过多年的研究,他终于在1820年发现电流的磁效应:当电流通过 导线时,引起导线近旁的磁针偏转。电流磁效应的发现开拓了电 学研究的新纪元。
电磁学发展简史
1. 公元前585年,希腊哲学家泰勒斯记载了用木块摩擦过的 琥珀能够吸引碎草等轻小物体,天然磁矿石吸引铁 .在以后 的2000年中, 静电的研究进展甚少,静磁的研究相对较多,因 为一直没有找到恰当的方式来产生和测量静电.
在中国,西汉末年已有玳瑁经摩擦后能吸引细小物体的 记载;晋朝时进一步还有关于摩擦起电引起放电现象的记载
2. 1600年,英国女王伊利莎白的御医吉尔伯特在<<磁石论>> 中对磁石的各种基本性质系统的定性描述。他还发现很多物体 经摩擦后能吸引轻小物体,制作了第一只验电器.
3. 大约在1660年,马德堡的盖利克发明了第一台摩擦起电 机。在静电实验研究中起着重要的作用,直到19世纪霍耳茨 和推普勒分别发明感应起电机后才被取代。
21.1826年,欧姆:欧姆定律(卡文迪许早几十年得到,但未发表).

我国古代在电磁学方面的成就

我国古代在电磁学方面的成就

我国古代在电磁学方面的成就中国是一个有着悠久历史的国度,古代中国人在电磁学方面有着开创性的突破,为后世的科学发展作出了不可磨灭的贡献。

电磁学是一门研究电磁学的定律的科学,研究物体的相互作用,以及它们产生的电磁效应的科学。

中国古代的先驱们对电磁学定量规律之前做出了深刻的贡献,他们发明了电磁学理论,研究了电磁力和磁力的性质,从而为后世的科学发展做出了杰出的贡献。

早在公元前1000-2000年,中国古代科学家就涉及到电磁学方面的研究。

在《易经》里就提到电与磁阳磁与阴磁)。

古代中国人就把它们看作是相互制约的两大力量。

后来,《活动天地》的高等数学家曾说:“流通的鬼火,乃万物之精,可以传于百余里外,瓦斯也同是。

”这可以认为是中国古代第一次提出电磁假说的证据。

在《百家姓》里,鲁班和李春都写到“可以将磁性传至百里外”这一现象,并认为电力是磁力的源泉。

由此认为,古代中国人就认识到了电力和磁力的相互作用,也就是电磁学的基础原理。

在中国古代,也出现了几位更加着重理论研究的学者,他们把电磁学的研究发展到了一个新的阶段。

其中,唐宋期间的士旦学者张士详先生就著有《乾坤定天原》一书,他提出了“荷电模型”,认为“明灰之间,以静为主”,“电气者,由无形空引而有形化,以形为主”,他发现电荷具有一种基本的内在本质,可以产生引力和斥力,是电磁学理论的重要发现之一。

元朝时期,由李权等人编撰的《伽当量类》一书收录了电气、磁气、电磁力等领域的科学研究,并认为这些是一种有效的作用力。

到了明代,对于电磁学的研究进一步深入。

首先,明代著名学者唐伯虎在《太极图》一书中,提出了电磁力的相互影响,提出了电荷的相互作用的规律,为后世的电磁力的研究提供了参考。

此外,明朝乾隆四十六年,国子监王嘉熙先生在《磁文表》一书中,系统记载了磁石和金属在电磁力作用下的变化,根据此,库仑发现了电磁学的重要定律,得到了成功的研究。

由此可见,古代中国人对电磁学的发展做出了巨大的贡献,开创了电磁学的新纪元,也为后世的科学发展提供了重要的参考。

电磁学发展史

电磁学发展史

电磁学的发展历程如下:1. 公元前600年,早在公元前585年,希腊哲学家泰勒斯已记载了用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小物体,以及天然磁矿石吸引铁等现象。

2. 公元前770至公元前221年的春秋战国时期,我国便有“山上有慈石(即磁石)者,其下有铜金”,“慈石召铁,或引之也”等慈石吸铁的记载;3. 西汉刘安主持撰写的《淮南子》中有“若以慈石之能连铁也,而求其引瓦,则难矣”及“夫燧之取火于日,慈石之引铁,蟹之败漆,葵之向日,虽有明智,弗能然也。

故耳目之察,不足以分物理”。

说明西汉时人们就已经发现磁铁虽能吸引铁,但是无法吸引瓦的现象。

当时的人们虽观测到“取火于日”、“慈石之引铁”、“葵之向日”等现象,但尚无法理解其原理,因此有“虽有明智,弗能然也”。

4. 东汉著名学者王充(公元27-97年)在《论衡·乱龙》一书中有“顿牟掇芥,磁石引针,皆以其真是,不假他类。

”顿牟即琥珀(也有玳瑁的甲壳之说);芥指芥菜子,统喻干草、纸等的微小屑末。

掇芥”的意思是吸引芥子之类的轻小物体。

5. 西晋张华《博物志》中记载“今人梳头、脱著衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声。

”6. 16世纪的吉尔伯特是英国著名的医生,曾是英皇伊丽莎白一世的御医。

他不但医术高明,在物理学方面也成绩斐然。

他发表了《论磁》比较系统的阐述了其在电与磁方面的研究成果。

在其著作中记录了大量有关的磁现象,如磁石的吸引和推斥;烧热的磁铁磁性消失等。

他认为地球本身就是一个巨大的磁体,并用大磁石模拟地球做过著名的“小地球”试验。

他发现除琥珀以外,还有十几种物体,玻璃、硫磺、树脂、水晶等经过摩擦,也可以吸引轻小物体。

吉尔伯特第一次使用了“电(electric)”这个词,英语的“电”来自于希腊文“琥珀(ƞλεκτορν)”。

7. 17世纪,德国马德堡市市长、物理学家格里凯制造出一种摩擦起电器,使用步摩擦可以连续转动的硫磺球,从而可以得到大量电荷。

后来,不断有人制造出各种静电起电器。

浅谈“我国古代对电磁的贡献”

浅谈“我国古代对电磁的贡献”

浅谈“我国古代对电磁的贡献”浅谈“我国古代对电磁的贡献”[摘要]通过对我国古代对静电与静磁现象及其应用、雷电现象的描述,感受到:我国古代对物理学的研究,我们应该要去发掘、去重视它。

[关键词]静电现象;磁现象;雷电;中国古代大部分人都熟知指南针的发明和沈括对磁偏角的论述,但只有少部分人能够历数我国古代对电磁学的其他论述,笔者搜集并整理了一些有关方面的论述,以此来说明我国古代对电磁学的发展做出了巨大的贡献。

一、静电与静磁现象及其应用1、静电现象。

西晋张华《博物志》中:“今人梳头,脱著衣时,有随梳、解结有光者,亦有诧声。

”意思是:梳头时头发‘随梳’是因为摩擦后梳子与头发带有异种电荷,而异种电荷相互吸引;‘解结’是因为头发因摩擦后带有同种电荷,同种电荷相互排斥;‘有光’则是由于摩擦使物体带有大量静电形成高压而产生的放电现象。

另外唐代段成式在《西阳杂俎续集卷八》中这样写道“猫黑者,暗中逆循其毛,即若火星。

”这更清楚的描述了摩擦起电现象。

南北朝陶弘景《名医别录》中这样记述:“琥珀,唯以手心摩热者拾芥为真。

”就是说琥珀和手心摩擦后,琥珀能吸引轻小物体,这是带电物体的重要性质之一。

2、静磁现象。

《三国志·吴书》载,吴人虞翻曰:“仆闻虎魄不取腐芥,磁石不受曲针,过而不存,不亦宜乎!”,也就是说,琥珀跟毛皮摩擦后能够吸引轻小物体,而磁石能够吸引曲针一类的东西(铁、钴、镍等金属)。

这又说明了古人对带电体和磁体性质的认识。

《管子·地数篇》中:“山中有磁石者,其下有铜金”,《吕氏春秋》、《鬼谷子》、《淮南子》、《山海经》均有“磁石吸铁”的记载,如《淮南子》:“若以磁石之能连铁者,而求其引瓦则难矣!”、“及其于铜则不通。

”这是对磁性的具体描述。

另外,沈括记述“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。

水浮多荡摇。

指爪及碗唇上皆可为之,运转尤速,但坚滑易坠,不若悬缕为最善。

其法,取新纺中独茧缕以芥子许蜡缀于针胺。

磁现象.我国古代磁学成就

磁现象.我国古代磁学成就

磁现象.我国古代磁学成就我国古代对磁学领域的认识和研究,领先于当时其它各国,取得了当时世界上最好的成就。

是人类文化和科学史上的宝贵遗产。

了解它对我们进行爱国主义教育有着深远的现实意义,下而作一些简单介绍:一、磁石性质的最早认识春秋战国时期,我们的祖先已经认识到磁石能吸引铁的性质。

春秋末期(约公元前五世纪)《管子·地数篇》中有“山上有慈石(即磁石、下同)者,其下有铜金”之说,这比古希腊人发现“活铁”(即天然磁矿石)要早400多年,是世界上对磁现象的最早记载。

战国末期(约公元前239年)《吕氏春秋》上有“慈石召铁。

或引之也”的记载,更明确地指出磁石具有吸铁的性质。

磁石吸铁性质被发现后,很快在秦朝(公元前221年&#0;前206年)得到广泛应用,如:《三辅黄图》上记载:秦始皇统一中国后,累遭政敌的谋刺,因此在建造阿房宫时,特别命工匠用磁石修筑北阙门。

利用磁石吸铁性质防备刺客暗藏铁器进宫行刺。

磁石能否吸引铜筹其它非铁质物体呢?我国西汉时期(公元前202年&#0;公元8年)就作了正确论断。

《淮南子》上记载:“若以慈石之能连铁也,而求其引瓦,则难矣”、“慈石引铁,及其于铜则不通也”。

大意说,磁石虽能吸铁,但不能吸铜等非铁物质。

到了东汉(公元25年&#0;220年),我国已经认识到磁石(磁极)之间存在着相互推斥作用,《淮南万毕术》中“磁石拒綦”的记载,就说明了这一点。

晋朝(公265年&#0;420年)还把磁石吸铁性质用于军事。

《晋书·马隆传》记载:“隆依八阵图作偏箱车,出敌不意,或夹累磁石,贼负铁铠,行不得前,隆卒悉被犀甲,无所留碍,贼咸以为神,”可见,晋朝的战争把磁石派上用场。

宋代(公元960年&#0;1276年)是我国古代磁学研究的鼎盛时期,那时已经认识到磁石具有不同的极性。

北宋的科学家沈括在《梦溪笔谈》第588条指出:“以磁石磨针锋,则锐处常指南,亦有指北者,恐石性不同,如夏至鹿角解,冬至麋角解。

中国古代磁学的发展与成就

中国古代磁学的发展与成就

中国古代磁学的发展与成就中国古代磁学发展的主要特征是,以磁石吸铁性、指极性的发现和对其本性的探索为先导,理论与实践相结合,有自成体系的连贯性。

(磁石:以四氧化三铁为主要成分,磁铁矿)磁石吸铁性的记载磁石有一个区别于别种矿石的显而易见的特性,就是它的吸铁性。

磁石吸铁性的发现年代很早,它同静电学里的“琥珀拾芥”现象一起,通常被古代人联系起来比喻事物的本性。

由于磁石具有吸铁的特性,因此它也容易被人们发现。

古代人把磁石的这种特性比喻做母子相恋,认为“石,铁之母也。

以有慈石,故能引其子;石之不慈者,亦不能引也。

”(《吕氏春秋·季秋纪·精通篇》高诱注)因此,汉初以前,都是把“磁石”写成“慈石”。

《淮南子·说山训》和《览冥训》中还提到“慈石能引铁,及其于铜则不行也”,“而求其引瓦则难矣”。

从现代物理学知识知道,磁石之所以能够吸铁,是由于铁的导磁系数远远比一大。

铁被磁石的磁场作用后,会感应出很大的附加磁场,也就是说铁本身也成为一个强磁体,因而能被磁石吸引。

而铜、金等大多数的金属和非金属,都是一般的弱磁性物体,它们的导磁系数都十分接近于一(略大于或小于一),因此这些物体不能被磁石吸引。

对于这一问题,宋代的陈显微和俞琰曾经作了探讨,认为磁石所以吸铁,是有它们本身内部的原因,是由铁和磁石之间内在的“气”的联系决定的(“神与气合”,“皆阴阳相感,隔碍相通之理”)。

明末的刘献廷(1648—1695)在他的《广阳杂记》一书中也认为磁吸铁是由于它们之间具有“隔碍潜通”的特性。

刘献廷还在他的书中记述了磁屏蔽现象:“或问余曰:‘磁石吸铁,何物可以隔之?’犹子阿孺曰:‘惟铁可以隔之耳’”。

刘献廷并且把铁的这种磁屏蔽作用理解为“自然之理”。

这种力图用自然界本身来解释自然现象的观点是唯物主义的。

考虑到当时的科学水平,也只能作出这样解释。

对磁石指极性的应用古代中国人不但在认识磁石方面走在世界前列,而且在应用磁石方面有很多发明创造。

中国古代电磁学成就的启示

中国古代电磁学成就的启示

中国古代电磁学成就的启示
中国古代在电磁学方面有许多重要的成就,这些成就给我们留下了很多启示。

首先,中国古代人民在电磁学方面的探索表明,他们对自然科学有着深刻的理解和敬畏。

他们通过观察自然现象,如雷电和指南针的指向,探索了电磁力的存在与作用。

这种对自然的观察和研究的精神可以启示我们,在科学研究中要保持好奇心和求知欲,关注自然现象中隐藏的规律。

其次,中国古代人民的电磁学成就也反映出他们在实践中的勇于探索和创新的精神。

比如,他们在古代已经发现了磁力的存在,并且用磁石制作了指南针,用于导航和航海。

这种实践中的创新精神提醒我们,在科学研究中要善于尝试和实验,通过实践不断改进和创造新的技术和理论。

然后,中国古代人民在电磁学方面的成就还强调了科学研究和实践的交流与分享的重要性。

古代的科学家和工匠们通过交流和合作,不断提高彼此的技术和理论水平,共同推动了电磁学的发展。

这种合作和分享精神告诉我们,科学研究不应该孤立,而是要通过交流和合作,共同进步。

最后,中国古代人民在电磁学方面的成就也反映出他们对实用性的重视。

他们使用指南针导航和航海,将电磁力运用到实际生活中,为人类提供了巨大的便利。

这种对实际应用价值的关注提醒我们,在科学研究中要注重解决实际问题和改善生活质量。

综上所述,中国古代人民在电磁学方面的成就给我们留下了许多启示,包括保持好奇心和求知欲、勇于探索和创新、交流与分享和关注实际应用价值。

这些启示对于我们今天的科学研究和实践仍然具有重要的指导意义。

电磁学的发展简史

电磁学的发展简史

电磁学的发展简史物理2009-12-02 20:43:20 阅读172 评论0 字号:大中小我国古代和古希腊,人类从生产实践和日常生活中便了解到电和磁的一些现象和知识。

:春秋时代(公元前六百多年)十三世纪前后。

欧洲学术复兴。

通过实验研究自然规律蔚然成风。

当时得到磁学实验,发现了磁石有两极,并命名为N极和S极,并通过实验证实了异性磁极相吸,同性磁极相斥。

一根磁针断为两半时。

每一半又各自成为一根独立的小磁针。

但这股实验风气,立即遭到教廷中那些僧侣的反对,被压了下去。

电和磁的研究又进入了停顿期。

十六世纪。

英国:吉尔伯特:发现了电和磁有一些不同的性质。

制作了第一只实验用的验电器1660年,德国工程师盖利克,发明了第一台较大的摩擦起电机,使较大量电荷的获得成为可能。

1729年,英国:格雷:发现了导体和绝缘体具有不同的导电特性,这为电荷的输运奠定了基础。

1733年,法国:杜费:发现了两种性质完全不同的电荷。

1745年:荷兰:物理学家穆欣布罗克:发明了莱顿瓶,为电荷的储存提供了有效的手段,也为电的进一步研究提供了条件。

1747年:美国:富兰克林:在杜费的基础上,引入了正电和负电的规定,为定量研究电现象提供了一个基础,具有重大的意义。

他还认为。

摩擦的作用是使电从一个物体转移到另一物体,而不是创造电荷;任何一与外界绝缘的体系中,电的总量使不变的。

这就是通常所说的电荷守恒原理。

电荷的获得、储存和传递为定量研究电现象提供了充分的条件。

在认识了电荷分为正负两种,同性相斥异性相吸后,人们很快便转向研究电荷之间相互作用利的定量规律。

1750年,德国:埃皮诺斯:发现了两电荷之间的相互作用力随其距离的减小而增大的现象,但他没有深入的研究下去给出定量的规律。

1766年:德国:普里斯特利:通过一系列实验证明,带电的空心金属容器内表面上没有电荷,而且对内部空间没有任何电力作用,他做了猜测,认为电荷之间的作用力与万有引力相似,即与他们之间距离的平方成反比。

中国古代的电磁学成就

中国古代的电磁学成就

中国古代的电磁学成就中国古人对电和磁的知识的积累及其技术成就,在世界物理学史中占有极为重要的地位。

古代人在雷电、静电、静磁学方面的知识以及在罗盘的制造方面远远地走在欧洲人前面。

除了用的传统方式解释磁体极性、磁偏角之外,在其他方面的科学发现和技术成就也是令人惊叹的。

对尖端放电现象的观察和研究,使古人发明了避雷器,用于高大建筑的顶端,防止雷击。

特别是磁的研究与应用对中国古代的生产、军事、航海测量等技术的发展产生了重要作用。

一、摩擦起电我国古代人在电学知识方面很早就有了“琥珀拾芥”的记载,对静电和雷电现象也有许多值得称道的见解。

琥珀是一种透明的树脂化石,在古籍中也写作“虎魄”、“虎珀”。

玳瑁是一种类似龟的海生爬行动物,其甲壳也叫玳瑁;汉代王充等人称它为“顿牟”。

静电现象的最早记载见之于西汉成书的《春秋考异邮》:“玳瑁吸喏”。

“喏”即草屑一类轻小绝缘体。

王充在《论衡·乱龙篇》中写道:“顿牟掇芥,磁石引针,皆以其真是、不假他类。

”东晋郭璞在《山海经图赞》中写道:“磁石吸铁,玳瑁取芥,气有潜通,数亦宜会,物之相投,出乎意外”。

明代李时珍说:“玳瑁拾芥,如草芥,即禾草也。

”类似记载,举不胜举。

需要指出的是,芥子比草芥稍重,只要静电力足够大,干燥的芥子也能被琥珀吸引。

从以上种种记载可见:人们根据吸引现象将电和磁并列为同一类,这是后来电磁学的思想先导。

在西方古代,电和磁是被分别认识的。

除了琥珀、玳瑁之外,古代人还发现了毛皮、丝绸和其他多种物质的静电现象。

它们之所以被发现,是由于静电火花和放电声音引起人们的注意。

西晋张华在其著《博物志》中最早记述了静电闪光和放电声。

他写道:“今人梳头、脱著衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声。

”这里描述了两个静电实验:一是用梳子梳头发;二是猛然解脱毛皮或丝绸质料衣服。

在这两个实验中都能发现静电闪光和听到放电声。

《晋书·五行志》记载了这样一件事:晋永康元年(300),晋惠帝司马衷纳羊氏为后。

简述中国古代物理学成就

简述中国古代物理学成就

简述中国古代的物理成就中国是一个拥有五千年不间断文明的古国,中国古代的科学技术成就曾一度领先于世界,在物理方面取得了不少令人称道的成就。

一、力学方面1、我国现存最早的科技书籍——《考工记》中,有不少力学知识,而对惯性问题的认识更是比同时期的欧洲国家深刻得多。

2、墨家著作《墨经》一书,更是已经对力学现象进行了粗浅的概括,并进行一些推理论证,包括时空观念,力的平衡问题等。

墨家发现的杠杆原理比阿基米德要早两百多年,遗憾的是未就此建立起一个较完善的理论体系。

①墨家给力下了符合科学的定义,《墨经》中说:“力,形之所以奋也。

”这里“形”指物体,“奋”指运动的快慢,这句话就是说力是物体运动状态改变的原因。

2300多年前的这个结论和近代物理学的概念是一致的。

《墨经》又说:“力,重之谓,下举,重奋也”,把重归于力的范畴。

“奋”指施力者使物体由下而上的抵抗重力的作用过程。

②《墨经》一书中有两条专门记载杠杆的原理。

一条说:“衡木,加重焉而不挠,极胜重也;右校交绳,无加焉而挠,极不胜重也。

”意思是说:在横杆的一端加上重物而不致发生偏转(挠),那一定是预先固定有石块的一端(即“极”)的转矩,足以胜任重物一端的转矩。

此时如果把支点(“交绳”)移近“极”端,即不必另加重物也可以使杠杆偏转,这时是“极”的转矩不能胜任重物的转矩。

另外一条是专门从杠杆原理讨论天平与杆秤的。

条文是这样的:“衡木,加重于其一旁,必捶——重相若也。

相衡:则本短标长,两加焉,重相若,则标必下——标得权也。

”这段文字上半段是说天平的。

意思是:天平衡量的一臂加重物,另一臂必得加砝码(“必捶”),两者必须等重,才能平衡。

下半段是说杆秤的。

意思是说:杆秤的提钮到重物的一臂(“本”)比较短,提钮到杆秤的臂(“标”)比较长,如果两边等重,秤锤一边必下落。

为什么呢?因为秤锤对“标”一边的作用过大了。

这两条杠杆的平衡条件说的很全面:有等臂的,有不等臂的;有改变两端重力使它转动的,也有改变两臂长度使它转动的。

我国古代在电磁学方面的成就

我国古代在电磁学方面的成就

中国古代在电磁学方面的成就可以追溯到两千多年前的战国时期。

以下是一些中国古代在电磁学方面的成就:
司马光发现了磁铁的指南针作用:在北宋时期,司马光发现磁铁可以用来制作指南针,从而可以指示方向,这对中国古代的航海和军事具有重要意义。

胡安国在唐朝时期制造了静电机:胡安国在唐朝时期制造了一种可以产生静电的机器,被认为是世界上最早的静电机。

王夫之提出了磁性理论:王夫之是中国古代著名的天文学家和数学家,他提出了磁铁的两极性和磁力线的概念,为后来的电磁学理论奠定了基础。

钱元瓘发现了电感现象:钱元瓘是宋朝时期的科学家,他发现了电感现象,即电流通过导线时会在导线周围产生磁场。

章钜龙发现了电磁感应现象:章钜龙是明朝时期的科学家,他发现了电磁感应现象,即导体在磁场中会产生感应电流。

这些成就虽然在当时还没有被应用于实际的电器制造和电磁学理论的建立,但它们为后来的科学家和工程师提供了重要的启示和基础,对电磁学的发展产生了深远的影响。

磁现象.我国古代磁学成就

磁现象.我国古代磁学成就

磁现象.我国古代磁学成就我国古代对磁学领域的认识和研究,领先于当时其它各国,取得了当时世界上最好的成就。

是人类文化和科学史上的宝贵遗产。

了解它对我们进行爱国主义教育有着深远的现实意义,下而作一些简单介绍:一、磁石性质的最早认识春秋战国时期,我们的祖先已经认识到磁石能吸引铁的性质。

春秋末期(约公元前五世纪)《管子·地数篇》中有“山上有慈石(即磁石、下同)者,其下有铜金”之说,这比古希腊人发现“活铁”(即天然磁矿石)要早400多年,是世界上对磁现象的最早记载。

战国末期(约公元前239年)《吕氏春秋》上有“慈石召铁。

或引之也”的记载,更明确地指出磁石具有吸铁的性质。

磁石吸铁性质被发现后,很快在秦朝(公元前221年&#0;前206年)得到广泛应用,如:《三辅黄图》上记载:秦始皇统一中国后,累遭政敌的谋刺,因此在建造阿房宫时,特别命工匠用磁石修筑北阙门。

利用磁石吸铁性质防备刺客暗藏铁器进宫行刺。

磁石能否吸引铜筹其它非铁质物体呢?我国西汉时期(公元前202年&#0;公元8年)就作了正确论断。

《淮南子》上记载:“若以慈石之能连铁也,而求其引瓦,则难矣”、“慈石引铁,及其于铜则不通也”。

大意说,磁石虽能吸铁,但不能吸铜等非铁物质。

到了东汉(公元25年&#0;220年),我国已经认识到磁石(磁极)之间存在着相互推斥作用,《淮南万毕术》中“磁石拒綦”的记载,就说明了这一点。

晋朝(公265年&#0;420年)还把磁石吸铁性质用于军事。

《晋书·马隆传》记载:“隆依八阵图作偏箱车,出敌不意,或夹累磁石,贼负铁铠,行不得前,隆卒悉被犀甲,无所留碍,贼咸以为神,”可见,晋朝的战争把磁石派上用场。

宋代(公元960年&#0;1276年)是我国古代磁学研究的鼎盛时期,那时已经认识到磁石具有不同的极性。

北宋的科学家沈括在《梦溪笔谈》第588条指出:“以磁石磨针锋,则锐处常指南,亦有指北者,恐石性不同,如夏至鹿角解,冬至麋角解。

电磁学的发展及启示

电磁学的发展及启示
– 1800年3月20日,伏打(1745~1827年) (意大利物理学家)制造了第一个能产 生持续电流的化学电池。
其装置为一系列按同样顺序叠起来的银片、锌片和 用盐水浸泡过的硬纸板组成的柱体,叫做伏打电堆。
这是第一个能人为产生稳定、持续电流的 装置,为电流现象的研究提供了物质基础 伏打的成就受到各界普遍赞赏,科学界用他的姓氏命名 电势,电势差(电压)的单位,为“伏特”(就是伏 打,音译演变的),简称“伏”。
• 1773年杜菲(1698-1739)经过实验区分出 两种电荷,他分别为松脂电(负电)和玻 璃电(正电),并总结出静电作用的基本 特性:同性相斥,异性相吸。 • 莱顿瓶的发明使电现象得到更深入的研究, 这是克莱斯特和马森布落克在1745-1746年 分别做出。
电这个神奇的精灵总是一闪而逝,与对它好 奇,并热心研究它的人捉迷藏,但它还是没 有逃过人类智慧——终于有一天,人们在莱 顿瓶里捉住了它· · · · · ·

安培(Ampé re,1775— 1836)是法国物理学家、 数学家

安培从电流与电流之间的相互作用进 行探讨。 他把磁性归结为电流之间的相互作用,
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。
安培研究电流相互 作用的仪器
dF12 K
I1 I 2 dL2 dL1 r12 r123
当时主要的研究方法就是思考,而吉尔 伯特主张真正的研究应该以实验为基础, 他提出这种主张并付诸实践,在这点上, 可以说吉尔伯特是近代科学研究方法的开 创者。
• 1660年,盖里克(1602-1668)发明摩擦起电机。
• 1705年豪克斯比(1666-1713)用空心玻璃球代 替硫磺球,发现效果一样。 • 1720年,格雷(1675-1736)研究了电的传导现 象,发现导体和绝缘体的区别。随后,他又发现 了导体的静电感应现象。

电磁学简史

电磁学简史
第四章:静电场边值问题的解法 (如何从上面的 泊松方程和拉普拉斯方程出发解题。 本章的方法也可用于静磁场下的问题求解以及时 变电磁场下的问题求解)

第五章:静磁场分析 (如何从实验定律经过数学演绎得到静磁场下的基 本公式▽·B=0及▽×H=J)

第六章:时变电磁场 (第三章和第五章的综合与 发展:时变情况下,电场与磁场不再相互独立, 四个基本公式需要修正)


1772 卡文迪什(Henry Cavendish) 发表“尝试用弹性流 体方法解释电的某些基本现象”。

1777 库仑(Charles Augustin de Coulomb) 发现库仑定 律,为电和磁的研究开辟了新方向。

1800 伏打(Alessandro Guiseppe Antonio Anastasio Volta)发明“伏打电池”,世界上第一个电池。电 压单位Volt以他的名字命名。 1807 戴维的演讲“关于电的某些化学作用”将电性与化 学的关系拉近。
电磁学简史

公元前七世纪 中国的管子和希腊的泰 勒斯分别发现磁石。
公元前二世纪 西汉初年发现静电吸引
司南


约公元前300年 欧几里德用“光学”(optics)这个词来表示视觉和 景观。
1660年 居里克建造第一台电机。这是一个转动摩擦发电机。


1664年 胡克在Micrographia中提出光的波动理论。他把光 看作是在介质中纵向振动的高速线性传播。单独的 波包在介质中呈球形展开。
第一章:矢量分析 (数学基础、场论的基本知识: 什么是矢量、什么是标量、什么是场、三度(散 度、梯度、旋度)是什么)
第二章:电磁场中的基本物理量和基本实验定律 (E、H、D、B、J、ρ 等电磁学基本概念和数学表 示; 库仑定律、安培定律等实验定律的老调重谈)

电气工程简史

电气工程简史

浅谈电气工程简史论文摘要:梳理了电气工程技术从古代电磁学理论的建立到新技术革命时期电气工程技术的进步这样一个发展脉络,介绍了电气学科的形成与发展,并分析了电气工程技术的发展趋势。

论文关键词:电气工程技术;电气学科;发展史1中国古代的电磁学在古代中国,大约在春秋末期(约前四五世纪)成书的《管子·地数管》、战国时期的《鬼谷子》、战国末期的《吕氏春秋》等,都曾记述了天然磁石及其吸铁现象,记述了世界上最古老的指南针“司南”。

汉代王充在其著作《论衡》中对世界上最古老的指南针“司南”作了进一步详细的记述,他写道:“司南之杓,投之以地,其柢指南。

”汉代初期,已有玳瑁、玻珀经摩擦吸引轻小物体的记载。

晋代张华(232-300)曾发现用梳子梳理头发和解脱丝绸毛制衣服时的起电现象,他看到静电火花,听到放电的噼啪声。

中国宋代静磁学取得当时世界上的最好成就。

沈括(1033—1097)和寇宗爽都讲到了人工磁化材料的方法,即将铁针与磁石摩擦即可获得磁性。

沈括在《梦溪笔谈》(卷廿四)中写道:“方家以磁石摩铁峰,则能指南,然常微偏东,不全南也。

”这是世界上最早的关于地磁偏角的文字记载。

对世界文明有重要影响的指南针是中国古代人的发明。

沈括指出了4种指南针的安放办法,即水浮水、指甲法、碗唇法、丝悬法。

中国还是最早将指南针用于航海的国家。

南宋后,罗盘在航海中普遍使用,约12世纪末13世纪初中国指南针由海路传入阿拉伯,又由阿拉伯传到欧洲。

2西方世界的电磁学发展静电和静磁现象很早就被人类发现,由于摩擦起电现象,英文中“电”的语源来自希腊文“琥珀”一词。

远在公元前2750年,古埃及人就已经知道发电鱼(electric fish)会发出电击。

这些鱼被称为“尼罗河的雷使者”,是所有其它鱼的保护者。

大约两千五百年之后,希腊人、罗马人,阿拉伯自然学者和阿拉伯医学者,才又出现关于发电鱼的记载。

古代罗马医生Scribonius Largus也在他的大作《Compositiones Medicae》中,建议患有像痛风或头疼一类病痛的病人,去触摸电鳐,也许强力的电击会治愈他们的疾病。

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中国古代的电磁学成就
中国古人对电和磁的知识的积累及其技术成就,在世界物理学史中占有极为重要的地位。

古代人在雷电、静电、静磁学方面的知识以及在罗盘的制造方面远远地走在欧洲人前面。

除了用的传统方式解释磁体极性、磁偏角之外,在其他方面的科学发现和技术成就也是令人惊叹的。

对尖端放电现象的观察和研究,使古人发明了避雷器,用于高大建筑的顶端,防止雷击。

特别是磁的研究与应用对中国古代的生产、军事、航海测量等技术的发展产生了重要作用。

一、摩擦起电
我国古代人在电学知识方面很早就有了“琥珀拾芥”的记载,对静电和雷电现象也有许多值得称道的见解。

琥珀是一种透明的树脂化石,在古籍中也写作“虎魄”、“虎珀”。

玳瑁是一种类似龟的海生爬行动物,其甲壳也叫玳瑁;汉代王充等人称它为“顿牟”。

静电现象的最早记载见之于西汉成书的《春秋考异邮》:“玳瑁吸喏”。

“喏”即草屑一类轻小绝缘体。

王充在《论衡·乱龙篇》中写道:“顿牟掇芥,磁石引针,皆以其真是、不假他类。


东晋郭璞在《山海经图赞》中写道:“磁石吸铁,玳瑁取芥,气有潜通,数亦宜会,物之相投,出乎意外”。

明代李时珍说:“玳瑁拾芥,如草芥,即禾草也。

”类似记载,举不胜举。

需要指出的是,芥子比草芥稍重,只要静电力足够大,干燥的芥子也能被琥珀吸引。

从以上种种记载可见:人们根据吸引现象将电和磁并列为同一类,这是后来电磁学的思想先导。

在西方古代,电和磁是被分别认识的。

除了琥珀、玳瑁之外,古代人还发现了毛皮、丝绸和其他多种物质的静电现象。

它们之所以被发现,是由于静电火花和放电声音引起人们的注意。

西晋张华在其著《博物志》中最早记述了静电闪光和放电声。

他写道:“今人梳头、脱著衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声。

”这里描述了两个静电实验:一是用梳子梳头发;二是猛然解脱毛皮或丝绸质料衣服。

在这两个实验中都能发现静电闪光和听到放电声。

《晋书·五行志》记载了这样一件事:晋永康元年(300),晋惠帝司马衷纳羊氏为后。

羊氏入宫就寝,侍人为其解脱衣服;“衣中忽有火,众咸怪之”。

这就被当成一件怪事从后宫传出。

方以智认为,所有布料都能摩擦起电。

他写道:“青布衣,大红西洋布及人身之衣,气盛者皆能出火。

”方以智的论断是完全正确的;他所谓“气盛”是他那时代对摩擦起电的一种流行解释而已。

梳理头发和解脱衣服所发生的静电放电现象。

二、对雷电的认识
在殷商甲骨文中就有了“雷”和“电”的文字符号。

从古代人分别造“雷”与“电”二字起,他们在一个较长时期里在大多数情况下将雷电看作是两种自然现象。

《淮南子》说:“阴阳相薄为雷,激扬为电”。

它以阴阳二气摩擦与碰撞的激烈程度来区分雷电。

早在战国时期,《慎子》说:“阴与阳夹持,则磨轧有光而为电”。

《慎子》一书已具有从声音与光二者区分雷电的思想。

宋代陆佃在《烟雅·释天》中指出:阴阳相激,“其光为电,其声为雷”。

只到此时,雷声电光作为同一现象的不同表现才被人们所认同。

汉代王充对雷电有精辟见解,曾论证雷的本质是火。

他在《论衡·雷虚篇》中写道:“雷者,火也。

以人中雷而死,即询其身,中头则髦发烧焦,……临其尸上闻火气,一验也。

道术之家以为雷烧石色赤,投于井中,石焦井寒,激声大鸣,若雷之状,二验也。

人伤于寒,寒气入腹,腹中素温,温寒分争,激气雷鸣,三验也。

当雷之时,电光时见,大若火之耀,四验也。

当雷之击时,或燔人室屋及地草木,五验也。

言雷为天怒,无一效验。

然则雷为天
怒,虚妄之言。

”王充的以上论述,除第三验为中国特有的中医理论外,其余四验都是实证的、科学的。

他从这些方面论证雷电就是火。

在王充1600余年后,美国富兰克林才达到王充的认识水平。

《南齐书·五行志》记载了公元490年的一次雷电现象:“雷震会稽山阴恒山保林寺,刹上四破,电火烧塔下佛面,而窗户不异也。

”在寺庙中,佛面常粉以金属涂料,它容易导电。

但是,对于雷电而言是比较复杂的。

王金樵《读律佩满》有云:“雷发徽州典肆,内外扁藏金铁物,皆以类化,而封识如故”。

明代方以智通过论述自然界发生的种种雷电现象,总结了“雷火”特性,他说:“雷火所及,金石销熔,而漆器不坏。

”所谓“金石”,也就是金属物质。

方以智可能是在对受雷电作用的自然界物质进行分类:导电的金属物质被熔化、烧断,而不导电的漆器尚能保存。

古代人对尖端放电和大气电现象早有研究,汉代就有观察到长兵器尖端在大气电场中的放电现象的记载。

晋惠帝永兴元年(304),成都王发动叛乱,攻长沙,陈兵于邺城,夜里“戈载锋皆有火光,遥望如悬烛”。

元顺帝至正二十一年(1361)正月癸酉,“石州大风拔木,六畜皆呜。

人持枪矛,忽生火焰,抹之即无,摇之即有”;明代方以智在《梦溪笔谈》中以“野火塔光”一词将磷光和尖端放电归为一类。

他写道:“军中刀枪火起,其理亦与野血同。

又曰塔放光者,地中真火,以上腾为本性,而壅阙和合于土上,故蒸为温气,发育万物,风雷云雨霜电虹蜺,无之而非是者。

上腾之性,每依直物而起,偶此塔有蕴腻凝滞之气相触,则附丽发光,与野燐同理。

试观乎雷,亦火也,每依墙杆栋楹有披击出声而上者,可触类也。

”方以智这个唯物的思辩解释也远远胜过同时期西方人归之于神的说法,他的观察极其仔细,将尖端放电解释为雷电之气“上腾之性,每依直物而起”,这个解释是很有价值的。

中国古建筑有否避雷的因素或措施,古代人在建筑高堂大厦、亭阁寺塔中是否知道避雷并有意识采用某些避雷或消雷措施。

古代人曾以大青石建造“避雷室”,其原理大概与绝缘避雷说相同。

刘宋朝盛弘之《荆州记》载:“湖阳县,春秋参国樊重之邑也。

重母畏雷,为母立石室以避之,悉以文石为阶砌,至今犹存。

”位于山西应县佛宫寺内的应县木塔建于辽清宁二年(1056),是木结构楼阁式建筑,总高67米多;铁制培刹全长14,21米,伸出塔顶长9.91米。

塔刹铁柱被分别系于各个屋脊端的8条铁链所固定。

对应县木塔的模拟高压实验表明,因塔基的绝缘性能好、塔身形同现代绝缘子,故雷电前锋通道一般不向塔身推进;雷电向高电阻率区域放电的概率小于向低电阻率区域放电的概率。

因此,就应县木塔而言,其长期未被雷电破坏的原因是“绝缘避雷”的结果。

三、磁石的性质及其应用
战国时期,由于炼铁技术的兴起,人们已发现了磁铁矿与其他矿物的共生关系。

《管子·地数》写道:“上有丹砂者,下有黄金。

上有慈石者,下有铜金。

”秦汉时期,人们称磁石为“慈石”。

《吕氏春秋·季秋纪·精通篇》写道:“慈石召铁,或引之也。

”几千年来,中国人对磁石释义一直持此说法。

这表明,他们早在公元前7世纪已经发现了磁石的吸引性质。

大约在唐宋年间,将“慈石”写成“磁石”或“磁石”。

古代人还根据磁石吸铁能力将磁石分类。

刘宋时期《证类本草》中指出:“夫欲验者,一斤磁石,四面只吸铁一斤者,此名延年砂;四面只吸铁八两者,号曰续采石;四面只吸铁五两以内者,号曰磁石。

”古代人的这种分类法可以看作现代对磁性材料的分类之肇始。

磁石的吸引性比较容易被人们所发现,明确记载到磁石吸引性质的最早文献是公元前3世纪的《吕氏春秋》。

它写道:“慈石召铁,或引之也。

”《鬼谷子·反应篇》记有“慈石之取针”,此处的“针”当为铁针。

磁石可以吸铁,但它不能吸引其他某些物质,这一现象也被古代人所发现。

《淮南子·览冥训》写道:“若以慈石之能连铁也,而求其引瓦则难矣。

物固不可以轻重论也。

”磁石的作用可以在相隔一段空间距离内发生,这种现象被晋代人称之为。

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