电磁学的开始
物理学的发展历程
物理学的发展历程物理学是自然科学中研究物质及能量以及它们之间相互作用的学科。
它的发展可以追溯到人类历史的早期。
本文将带你了解物理学的发展历程和一些重要里程碑。
1. 早期物理学的起源早在古代，人们就开始对物质和自然现象进行观察和探索。
希腊哲学家亚里士多德提出了一些关于物质和运动的理论，如四元素说和自然进程的目标论。
这些理论虽然有一定的启示意义，但缺乏实证和实验基础。
2. 物理学的科学方法论在科学方法论方面，伽利略·伽利莱是一位重要的先驱。
他通过实验和观察提出了关于运动的实证法则，如斜面实验和自由落体实验。
伽利略的工作奠定了实验和观察作为物理学研究方法的基础。
3. 牛顿力学的诞生17世纪末，艾萨克·牛顿以他的《自然哲学的数学原理》一书，建立了经典力学的基础。
牛顿提出了质点力学和万有引力定律，解释了行星运动和物体运动的规律。
这一理论框架支撑了几个世纪的物理学研究，被誉为现代物理学的起点。
4. 热学和热力学的发展18世纪末至19世纪，热学和热力学的发展成为物理学的热点。
詹姆斯·瓦特等科学家研究了热和能量之间的关系，提出了热力学第一、第二定律，并发展了蒸汽机等热能转化装置。
这些成果为工业革命的推动提供了先决条件。
5. 电磁学的崛起19世纪初，电学和磁学的发展引起了物理学界的广泛关注。
奥斯特、法拉第、安培等科学家的研究成果奠定了电磁学基础，如奥斯特发现的电流感生磁场定律和法拉第电磁感应定律。
这些定律为电磁现象的解释和应用奠定了基础。
6. 相对论和量子力学的革命20世纪初，爱因斯坦的相对论和普朗克、玻尔等科学家的量子力学开创了新的物理学时代。
相对论理论解释了高速运动物体和引力的效应，量子力学则揭示了微观世界的规律和不确定性原理。
这两个理论的出现颠覆了牛顿经典力学的观念，为现代物理学发展带来了新的视角。
7. 现代物理学的分支发展20世纪后期至今，物理学逐渐形成了多个分支和学科领域。
电磁场的发展过程
电磁学的发展历史概述静磁现象和静电现象：公元前6、7世纪发现了磁石吸铁、磁石指南以及摩擦生电等现象。
1600年英国医生吉尔伯特发表了《论磁、磁体和地球作为一个巨大的磁体》的论文。
使磁学从经验转变为科学。
书中他也记载了电学方面的研究。
静电现象的研究要困难得多，因为一直没有找到恰当的方式来产生稳定的静电和对静电进行测量。
只有等到发明了摩擦起电机，才有可能对电现象进行系统的研究，这时人类才开始对电有初步认识。
1785年库仑公布了用扭秤实验得到电力的平方反比定律，使电学和磁学进入了定量研究的阶段。
1780年，伽伐尼发现动物电，1800年伏打发明电堆，使稳恒电流的产生有了可能，电学由静电走向动电，导致1820年奥斯特发现电流的磁效应。
于是，电学与磁学彼此隔绝的情况有了突破，开始了电磁学的新阶段。
19世纪二、三十年代成了电磁学大发展的时期。
首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培，他在得知奥斯特发现之后，重复了奥斯特的实验，提出了右手定则，并用电流绕地球内部流动解释地磁的起因。
接着他研究了载流导线之间的相互作用，建立了电流元之间的相互作用规律——安培定律。
与此同时，比奥 沙伐定律也得到发现。
英国物理学家法拉第对电磁学的贡献尤为突出。
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。
电流磁效应的发现，使电流的测量成为可能。
1826年欧姆(GeorgSimonOhm，1784—1854)因而确定了电路的基本规律——欧姆定律。
及至1865年，麦克斯韦把法拉第的电磁近距作用思想和安培开创的电动力学规律结合在一起，用一套方程组概括电磁规律，建立了电磁场理论，预测了光的电磁性质，终于实现了物理学史上第二次理论大综合。
近代物理发展史
近代物理发展史
近代物理学的发展可以追溯到17世纪，物理学开始向实践和实验方向转化。
在这一时期，英国科学家牛顿发明了微积分并提出了万有引力定律，这个理论解释了天体的运动规律，成为了最早的物理学定律之一。
牛顿的力学模型也被广泛应用于机械工程和航空技术中。
到了18世纪，欧拉、拉格朗日和哈密顿等数学家提出了描述物理系统时所使用的不同数学形式，即欧拉-拉格朗日方程和哈密顿方程。
这些方程式更为抽象，但可以用于研究更加复杂的物理系统。
到了19世纪初，电磁学开始蓬勃发展。
法拉第、麦克斯韦等科学家提出了关于电磁感应和电磁波的理论，这些理论推动了电力和通讯技术的发展。
同时，热力学也开始发展。
卡诺提出了理论热机的概念，克劳修斯提出了热力学第二定律，这些理论奠定了热力学的基础，它们的应用改变了现代工业和交通方式。
【最新】关于电磁学学习心得5篇
【最新】关于电磁学学习心得5篇1. 电磁学初见在我读完高中物理后，感觉自己对电磁学已经有了基本的了解。
可是当我开始学习电磁学这门课程，却感觉像是完全进入了一个新的领域。
我们学了静电学和磁学的基础知识，如电场、电势、电容器、电磁感应、电磁波等等。
这些知识让我感觉非常有趣，也非常好奇这些知识在现实生活中的应用。
最让我印象深刻的是一次实验，我们通过对不同电容器的放电来观测电容器的电势和电荷变化。
我不禁想到了手机充电的原理，感觉学到的知识能够与现实生活联系起来非常有趣。
2. 微观与宏观的联系在学习电磁学的过程中，我们不仅仅学习了电学和磁学的基本原理，也学习了电磁学与其他学科的交叉联系。
这让我不仅仅能够看到电磁学的微观世界，也能够理解宏观世界与微观世界存在的联系。
比如说，学过电流和电子之后，我才明白为什么我们用电器时会产生电费，用电器时电流通过电线到达家里，电费也就随之而来。
而学过电磁波之后，我明白了为什么我们能够接收电视信号和 WiFi 信号等。
这些基础的知识让我对物理学的学习充满了热情，因为我知道学到的知识不仅仅是抽象的理论，在生活中也有许多实际的应用。
3. 数学与物理的交叉学习电磁学也让我深刻体会到数学与物理的交叉。
对于大多数人来说，学习数学通常都是把它看成一种独立的学科而非属于物理学的一部分。
但是，在学习电磁学的过程中，我们需要用到许多高等数学知识，如微积分、矢量分析、张量等，这是因为电磁学是一门偏向于数学的物理学科。
学习电磁学的过程中，我也学习了如何运用数学工具来解决物理学课题。
这令我深深爱上了学习物理和数学，感觉自己还有很多知识需要探索。
4. 实验室探究在电磁学的课程中，我们经常会到实验室进行实验，通过观察实验结果，更好地理解电磁学的知识原理。
我们做了很多有趣的实验，例如通电线圈制造磁场、利用麦克斯韦环路定律测电流、使用半导体二极管制造电压等。
这些实验深入贯彻了我们的实践，让我们更深入地理解了电磁学的概念。
法拉第简介现代电磁学的奠基人法拉第简介
法拉第简介现代电磁学的奠基人法拉第简介迈克尔·法拉第，英国物理学家、化学家。
1791年9月22日出生于伦敦附近的纽因顿。
他是一个铁匠的儿子，只上过两年小学，12岁开始在一家书店当报童、做学徒。
他是自学成才的，但几乎不借数学。
在法拉第走向科学的道路上，著名化学家汉弗莱·戴维对他起了…第七章组合体任何机器零件，从形体角度，都可以看作是由一些基本形体组成的，这种由若干基本形体组合而成的物体，称为组合体。
本章在运用投影理论的基础上，研究组合体的分析方法以及组合体的画图、读图、尺寸标注等问题。
§7.1 组合体的组合方式组合体形…共青团矾山镇第八次代表大会资格审查委员会关于代表资格的审查报告共青团矾山镇第八次代表大会代表资格审查委员会，通过听取矾山镇团委关于代表资格初步审查情况的汇报，对出席共青团矾山镇第八次代表大会的代表进行了资格审查。
现将代表资格的审查结果向大会报告…迈克尔·法拉第，英国物理学家、化学家。
1791年9月22日出生于伦敦附近的纽因顿。
他是一个铁匠的儿子，只上过两年小学，12岁开始在一家书店当报童、做学徒。
他是自学成才的，但几乎不借数学。
在法拉第走向科学的道路上，著名化学家汉弗莱·戴维对他起了重要作用。
1812年10月，法拉第有幸聆听藏维四次讲座，并把记录整理后寄给戴维，写信恳请裁维帮助他实现科学研究的愿望。
1813年3月，裁维推荐法拉第担任皇家研究院实验室实验员，作他的助手。
1813年10月至1815年4月，法拉第作为助手随戴维赴法国、意大利、德国和比利时等国讲学。
其间多次听朗维讲授科学知识，并参观了不少科学家的实验室，结交了安培、盖‘吕萨克等著名科学家，回国后便投入独立的科学研究工作。
1821年担任皇家学院实验室总监，1824年加入皇家学会，]825年接替戴维任皇家学院实验室主任。
法拉第著名的科学成就是发现了电磁感应现象和总结了电磁感应定律。
法拉第生平简介
法拉第生平简介法拉第，英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家，是人类创造出的第一个发电机。
下面是店铺给大家整理的法拉第生平简介，供大家参阅!法拉第简介迈克尔·法拉第 (Michael Faraday，1791年9月22日～1867年8月25日)，英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家，出生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学。
1831年，他作出了关于电力场的关键性突破，永远改变了人类文明。
迈克尔·法拉第是英国著名化学家戴维的学生和助手，他的发现奠定了电磁学的基础，是麦克斯韦的先导。
1831年10月17日，法拉第首次发现电磁感应现象，并进而得到产生交流电的方法。
1831年10月28日法拉第发明了圆盘发电机，是人类创造出的第一个发电机。
由于他在电磁学方面做出了伟大贡献，被称为“电学之父”和“交流电之父”。
法拉第人物生平迈克尔·法拉第(Michael Faraday，公元1791～公元1867)，世界著名的自学成才的科学家，英国物理学家、化学家，发明家即发电机和电动机的发明者。
1791年9月22日出生萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭。
他的父亲是个铁匠，体弱多病，收入微薄，仅能勉强维持生活的温饱。
但是父亲非常注意对孩子们的教育，要他们勤劳朴实，不要贪图金钱地位，要做一个正直的人。
这对法拉第的思想和性格产生了很大的影响。
由于贫困，法拉第家里无法供他上学，因而法拉第幼年时没有受过正规教育，只读了两年小学。
1803年，为生计所迫，他上街头当了报童。
第二年又到一个书商兼订书匠的家里当学徒。
订书店里书籍堆积如山，法拉第带着强烈的求知欲望，如饥似渴地阅读各类书籍，汲取了许多自然科学方面的知识，尤其是《大英百科全书》中关于电学的文章，强烈地吸引着他。
他努力地将书本知识付诸实践，利用废旧物品制作静电起电机，进行简单的化学和物理实验。
他还与青年朋友们建立了一个学习小组，常常在一起讨论问题，交换思想。
电磁波的发现历程（1831－1888）
电磁波的发现历程（1831－1888）英国实验科学家法拉第在1831年开始⼀连串重⼤的实验，并发现了电磁感应。
这个重要的发现来⾃于，当他将两条独⽴的电线环绕在⼀个⼤铁环，固定在椅⼦上，并在其中⼀条导线通以电流时，另外⼀条导线竟也产⽣电流。
他因此进⾏了另外⼀项实验，并发现若移动⼀块磁铁通过导线线圈，则线圈中将有电流产⽣。
同样的现象也发⽣在移动线圈通过静⽌的磁铁上⽅时。
他的展⽰向世⼈建⽴起“磁场的改变产⽣电场”的观念。
此关系由法拉第电磁感应定律建⽴起数学模型，并成为四条麦克斯韦⽅程组之⼀。
这个⽅程组之后则归纳⼊场论之中。
法拉第并依照此定理，发明了早期的发电机，此为现代发电机的始祖。
1839年他成功了⼀连串的实验带领⼈类了解电的本质。
法拉第使⽤“静电”、电池以及“⽣物⽣电”已产⽣静电相吸、电解、磁⼒等现象。
在他⽣涯的晚年，他提出电磁⼒不仅存在于导体中，更延伸⼊导体附近的空间⾥。
这个想法被他的同僚排斥，法拉第也终究没有活着看到这个想法被世⼈所接受。
法拉第也提出电磁线的概念：这些流线由带电体或者是磁铁的其中⼀极中放射出，射向另⼀电性的带电体或是磁性异极的物体。
这个概念帮助世⼈能够将抽象的电磁场具象化，对于电⼒机械装置在⼗九世纪的发展有重⼤的影响。
法拉第如浩瀚宇宙般深邃的物理思想，强烈地吸引了同在英国的⼀位年轻⼈——来⾃英国苏格兰爱丁堡的麦克斯韦（詹姆斯麦克斯韦，James Clerk Maxwell，1831～1879）。
麦克斯韦认为，法拉第的电磁场理论⽐当时流⾏的超距作⽤电动⼒学更为合理，他抱着⽤严格的数学语⾔来描述法拉第理论的决⼼闯⼊了电磁学领域，并成为继法拉第之后集电磁学⼤成的伟⼤科学家。
麦克斯韦于1855年左右开始研究电磁学。
在潜⼼研究了法拉第关于电磁学⽅⾯的新理论和思想之后，他坚信法拉第的新理论包含着真理。
他在前⼈成就的基础上，对整个电磁现象作了系统、全⾯的研究，凭借他⾼深的数学造诣和丰富的想象⼒接连发表了电磁场理论的三篇论⽂：《论法拉第的⼒线》（On Faraday’s Lines of Force，1855年12 ⽉）；《论物理的⼒线》（On Physical Lines of Force，1862年）；《电磁场的动⼒学理论》（A dynamical theory of the electromagnetic field，1864年12⽉8⽇）。
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。
经典电磁场理论的建立
（1） 式中是被感电流的线元，积分沿被感电流回路进行，而矢量A定义为：
（2） 式中A是一个电流的位置函数，纽曼称之为电动力学势。
2、麦克斯韦的电磁场理论
19世纪最伟大的理论物理学家，经典电磁场论的奠基人麦克斯韦， 于1854年在英国剑桥大学毕业。起初，他研究的领域是关于色散理论； 在开尔文勋爵的影响下，麦克斯韦进入了电磁学领域，开始从事电磁场 的理论研究工作；他首先认真地通读了法拉第的三卷论文集《电学的实 验研究》，麦克斯韦继承了法拉第彻底的近距作用思想，坚定了以近距 作用的场观念来研究电磁现象的信念，并大量阅读了开尔文勋爵的工 作，以及高斯（Gauss）、格林（Green）、泊松（Poisson）、斯托克斯 （Stokes）等人的有关论述，领会了类比研究的方法，掌握了当时已有 的数学工具。对于当时已经建立的以安培、纽曼、韦伯为代表的大陆派 超距作用电磁理论，麦克斯韦一方面给予应有的肯定，同时也深刻地洞
察了其中的内在矛盾和困难。从1855年到1865年，麦克斯韦终于建立起 完整的电磁场理论，完成了毕生最重要的贡献。麦克斯韦建立电磁场理 论的工作集中反映在他的三篇著名电磁学论文中，即1855～1856年的 《论法拉第力线》，1861～1862年的《论物理力线》，以及1865年的 《电磁场的动力学理论》。
1846年，韦伯在安培定律的基础上提出了所谓的韦伯电作用定律， 为了建立超距作用的统一电磁理论，韦伯认为，运动电荷之间除了库仑 力外，还存在着由于电荷运动而产生的另一类相互作用力，后人称之为 韦伯力。韦伯根据原始的安培公式，导出两运动电荷与之间的相互作用 力为：
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。
电磁波发展史
电磁学的发展史电磁学的历史背景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。
然而真正对电磁现象的系统研究则要等到十六世纪以后，并且静电学的研究要晚于静磁学，这是由于难以找到一个能产生稳定静电场的方法，这种情况一直持续到1660年摩擦起电机被发明出来。
十八世纪以前，人们一直采用这类摩擦起电机来产生研究静电场，代表人物如本杰明·富兰克林[26]，人们在这一时期主要了解到了静电力的同性相斥、异性相吸的特性、静电感应现象以及电荷守恒原理。
静电学和库仑定律库仑定律是静电学中的基本定律，其主要描述了静电力与电荷电量成正比，与距离的平方反比关系。
人们曾将静电力与在当时已享有盛誉的万有引力定律做类比，发现彼此在理论和实验上都有很多相似之处，包括实验观测到带电球壳内部的球体不会带电，这和有质量的球壳内部物体不会受到引力作用（由牛顿在理论上证明，是平方反比力的一个特征）的情形类似。
其间苏格兰物理学家约翰·罗比逊（1759年）[27]和英国物理学家亨利·卡文迪什（1773年）等人都进行过实验验证了静电力的平方反比律，然而他们的实验却迟迟不为人知。
法国物理学家夏尔·奥古斯丁·库仑于1784年至1785年间进行了他著名的扭秤实验[28]，其实验的主要目的就是为了证实静电力的平方反比律，因为他认为“假说的前一部分无需证明”，也就是说他已经先验性地认为静电力必然和万有引力类似，和电荷电量成正比。
扭秤的基本构造为：一根水平悬于细金属丝的轻导线两端分别置有一个带电小球A和一个与之平衡的物体P，而在实验中在小球A的附近放置同样大小的带电小球B，两者的静电力会在轻导线上产生扭矩，从而使轻杆转动。
通过校正悬丝上的旋钮可以将小球调回原先位置，则此时悬丝上的扭矩等于静电力产生的力矩。
如此，两者之间的静电力可以通过测量这个扭矩、偏转角度和导线长度来求得。
电子技术的发展历程
电子技术的发展历程电子技术的发展历程可以追溯到19世纪中叶。
当时，科学家们开始研究电的性质和现象。
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流与磁场的相互作用现象，这被认为是电磁学的起点。
随后，英国科学家伏打在1833年提出了伏打定律，建立了电流与电压的关系。
而德国物理学家欧姆在1827年提出了欧姆定律，系统地研究了电流、电压和电阻之间的关系。
随着电磁学的发展，电子学开始出现。
1869年，德国物理学家赫兹首次成功地通过实验证明了电磁波的存在。
这为无线电通信的发展奠定了基础。
直到20世纪初，电子技术才进入了实用化阶段。
1906年，美国工程师德福雷斯特在真空中利用热电子发射现象制造了第一个三极管，这是电子技术中的重要突破。
随后，德国工程师冯·布拉恩和英国科学家沃森研发出了第一个真正的放大器管--继电子管。
二战期间，电子技术得到了大规模的应用。
电子管被广泛用于军事通信和雷达系统中。
此外，随着计算机的出现，电子计算技术也开始发展起来。
英国数学家图灵在20世纪40年代开发了世界上第一台通用计算机。
20世纪50年代，集成电路的发明推动了电子技术的飞速发展。
在集成电路中，数百个甚至数千个电子元件可以被集成在一块芯片上。
这大大提高了电子设备的功能和性能，并且缩小了电子设备的体积。
随后，电子技术的发展向着微电子学和集成电路技术的深入发展。
1980年，美国科学家袁基宏提出了光刻技术，使得集成电路的制造更为精确和高效。
1997年，IBM公司研发出的“深蓝”超级计算机首次战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫，标志着人工智能和电子技术的结合取得了重大突破。
现代电子技术已经成为现代社会的基石，并在通信、计算、医疗、交通、制造等领域发挥着重要作用。
未来，电子技术有望在量子计算、人工智能、物联网等领域继续发展，为人类创造更多的技术和应用。
经典电磁场理论的建立
经典电磁场理论的建立1820年4月，奥斯特发现了电流的磁效应，这标志着电磁学的开始。
法国数学家安培，借助于库仑定律与万有引力定律的惊人相似性，便把引力领域的超距论思想移接到电磁领域中来，并于1820～1827年创立了大陆派超距论电动力学体系。
1831年，法拉第发现电磁感应定律，对超距论电动力学提出了第一次挑战；安培运用自己建立的超距论电动力学对法拉第电磁感应现象解释时，显得力不从心。
1837～1838年，法拉第又初步提出场的概念，接着于1851年提出了电磁场论的思想。
1845～1846年，德国物理学家纽曼（F ．E ．Neumann ，1798～1895）和韦伯（W ．Weber ，1804～1890）发展了安培电动力学体系，并成功地解释了电磁感应现象。
1861～1865年，英国物理学家麦克斯韦（J ．C ．Maxwell ，1831～1879）提出电位移和位移电流的概念，对超距论电动力学提出了第二次挑战，并从理论上预言电磁波的存在，建立了著名的麦克斯韦方程组。
德国实验物理学家赫兹（H ．Hertz ，），于1886～1888年证实了麦克斯韦预言的所有方面，从而彻底否定电磁超距论思想，导致了无线电的诞生，开辟了电磁波通讯的新纪元。
1、大陆派超距作用电磁理论法国物理学家安培仿照力学的理论结构，建立电磁超距有心力作用理论，他把自己的理论取名为“电动力学”。
安培的电动力学解释当时所知道的一切电磁现象的确十分出色；但在运用于解释1831年法拉第发现的电磁感应现象时却遇到了麻烦。
1845年，德国的纽曼发展了安培电动力学的超距有心力思想，并成功地解释了电磁感应定律。
纽曼考虑了两个载流线圈的情况，他把其中一个叫施感线圈，另一个叫被感线圈。
当施感电流线圈运动时，两个线圈的相互作用将发生变化，他假设被感线圈中的感应电动势与两线圈相互作用能的变化率成正比，并根据楞次定律而加上一个负号，于是：⎰⋅∂∂-=l d tA ε （1） 式中dl 是被感电流的线元，积分沿被感电流回路l 进行，而矢量A 定义为：⎰''=rl d i A （2） 式中A 是一个电流的位置函数，纽曼称之为电动力学势。
麦克斯韦电磁理论
麦克斯韦电磁理论
麦克斯韦电磁理论，是基于麦克斯韦在1873年提出的电磁学基本原理，由物理学家爱因斯坦和其他物理学家在20世纪上半叶发展而来的。
该理论的基础是开始的特殊相对性原理，但在提出特殊相对性原理的19世纪末，爱因斯坦就想把该原理扩展为一般相对性原理。
后来，爱因斯坦将麦克斯韦的电磁学原理引入相对论体系，使之成为一条完整的物理学理论。
麦克斯韦电磁理论的基本思想是：空间与时间应该被视为一体，构成一个叫做"空间-时间"的统一体，由一个叫做变换群的方程组统一描述，并且这些变换群在空间中不变，只在时间上有变化。
由于变换群在空间和时间之间是相同的，因此一个在空间中的测量，在时间中也将有同样的测量结果。
除此之外，麦克斯韦电磁理论还提出了一系列的观点，例如：“在空间-时间的一体性中，空间和时间的尺度因子必须相等，而这尺度因子等于光的速度，这就要求物理量的尺度改变，以保持物理的同质性，以及由于物理量的变化而使物理规律发生变化，这就是相对论的内容。
”还有，电磁场也在麦克斯韦电磁理论中得到了描述，即电磁场也是空间-时间四维微结构中的一部分。
总之，麦克斯韦电磁理论是一个认知深刻、内容丰富的物理理论，它以爱因斯坦的特殊相对性原理为基础，试图将更多的物理现象纳入相对论的体系，提供了更加深入的物理学解释，而这也是它最为重要的特点所在。
电磁学历史
电磁学历史《电磁学历史之旅》电磁学，那可是科学史上一段相当精彩的旅程呢。
咱就从古希腊说起吧，泰勒斯那可是个厉害的人物。
有一天，他在摆弄琥珀，这琥珀在摩擦之后啊，居然能吸引小物件。
他就觉得特别神奇，和周围的人讲：“嘿，你们看这琥珀，摩擦之后就像有了魔力，能把这些小东西吸过来呢。
”周围的人都围过来瞧，觉得这事儿新鲜得很。
后来啊，时间就这么慢慢走，到了1600年，吉伯出场了。
他可不像一般人，就这么看看就完事儿了。
他开始深入研究这磁的现象。
他把磁石拿来摆弄，还写了本书呢。
当时有人就问他：“你写这书有啥用啊？”吉伯就特自信地说：“这用处可大了去了，咱得把这些神奇的现象弄明白，以后肯定有大作用。
”再往后啊，就到了库仑。
库仑做那个扭秤实验的时候啊，可认真了。
他的助手在旁边都有点不耐烦了，说：“您这做个实验怎么这么细致啊，感觉都快把这东西看穿了。
”库仑就笑了笑说：“这科学的事儿啊，就得这么较真儿，差一点儿都不行。
”他通过这个实验，弄清楚了电荷之间的作用力和距离、电荷量之间的关系，这可是个了不起的发现啊。
这时候，又有个厉害的人物叫奥斯特。
奥斯特在讲课的时候，突然就发现了电流能让磁针转动。
他当时兴奋得不行，和他的学生说：“你们看啊，这电流和磁好像有着咱们还没发现的联系呢。
”学生们都瞪大了眼睛，觉得老师发现了不得了的东西。
这一发现啊，就像在平静的湖水里扔了个大石头，整个科学界都轰动了。
安培听到这个消息后，那是坐不住了。
他就赶紧开始研究这电流和电流之间的作用。
他成天在实验室里鼓捣那些电线啊、磁针啊什么的。
他的朋友来看他，说：“你看你，整天在这小屋里，都快成怪人了。
”安培就摆摆手说：“你不懂，这可是个大事情，我得把这电流之间的关系搞清楚。
”他后来提出了安培定律，这可是电磁学里的一个重要的东西呢。
法拉第也不甘示弱啊。
他是个穷苦出身的孩子，可是对科学那是充满了热爱。
他就想啊，既然电流能产生磁，那磁能不能产生电流呢？他就开始做各种实验，做了一次又一次，失败了也不气馁。
物理大发现电磁感应现象
物理大发现:电磁感应现象1820 年，丹麦著名物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，揭开了研究电磁本质联系的序幕，他的这个重大发现很快便传遍了欧洲，并被许多物理学家所证实。
因此，人们确信电流能够产生磁场。
但反过来，磁能产生电吗？许多物理学家很自然地提出了这个相反的问题，并开始对这个问题进行艰苦的探索。
其中，最有成效的是英国物理学家法拉第。
从1821 年到1831 年，法拉第整整耗费了10 年时间，从设想到实验，漫长的岁月，失败的痛苦，生活的艰辛，法拉第饱尝了各种辛酸，经过无数次反复的研究实验，终于发现了电磁感应现象，于1831 年确定了电磁感应的基本定律，取得了磁感应生电的重大突破。
然而，法拉第在成绩面前毫不骄傲，继续大踏步地勇往直前，继续探索科学的奥秘，取得了累累硕果；发现了电解定律和电荷的不连续性；最早进行电介质的性质和气体放电形式的研究，发现了顺磁性和抗磁性，磁的各向异性；他发现了光偏振面在磁场中的转动；把基本物理概念之一——磁场概念引入科学；创立了用低温与高压相结合的方法使气体液化的工艺；发明了电压电流表、电动机、直流发电机、变压器等等。
俄国著名物理学家斯托列托夫赞誉道：“在伽利略之后，人类再没有看到像法拉第那样能做出如此惊人和多样发现的人，也未必能很快看到另一个法拉第。
”伟大的恩格斯也给予法拉第很高的评价，称他是“最伟大的电学家。
”法拉第的科学造诣，已经达到了绝大多数人认为的世界科学成就的最高峰。
英国皇家学院院长廷德尔教授特地请法拉第担任英国皇家学会会长的职务。
可是，这位“当代最优秀的科学家”，却拒绝了这个荣誉职位。
法拉第说：“廷德尔，我决心一辈子当一个平凡的迈克尔·法拉第。
”这句话充分地概括了法拉第一生中不平凡的人格，同时，他的出身确确实实是平凡到了极点。
1791 年9 月22 日，法拉第出生在英国伦敦郊区的一个普通的铁匠家庭。
父亲由于劳累成疾，经常停工，所以家境贫寒，全家的生活常常靠慈善机构的救济来勉强维持，有时甚至一个星期，法拉第只能吃到一个面包。
无线电通讯的发明
无线电通讯的发明
无线电通讯的发明可以追溯到19世纪末。
在1831年，英国科学家法拉弟发现了电磁感应现象，这是电磁学研究的开始。
之后，英国科学家麦克斯韦在1865年总结前人的研究，并于1873年建立了完整的电磁波理论。
麦克斯韦还预言了电磁波的存在和传播速度，与光速相同。
到了1887年，德国物理学家赫兹通过实验验证了电磁波的存在。
他在一个抛物面状的金属镜中心安装了两个导体，形成了一个火花隙放电器。
当放电器发出火花时，引起了五英尺外线圈中的另一个放电器发出较小的火花。
这一发现证明了无线电电磁波的存在，而且它们可以沿直线传播。
赫兹还进一步证明了无线电电磁波可以用金属薄片反射，如同光波可以用镜子反射一样。
在同一时期，意大利的马可尼和俄国的波波夫也在进行着无线电的研究工作。
马可尼成功地进行了莫尔斯电码的发射和接收实验，从而开启了人类开发利用无线电的新纪元。
这些发现对于无线电通讯的早期发展和广泛应用奠定了基础。
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电磁学的开始
1785年，法国物理学家库仑用扭秤实验测定了静电与静磁之间的相互作用，从而发现了库仑定律。
但包括库仑在内的一大批科学家都怀疑电和磁之间存在相互联系；库仑甚至断言，电与磁是两种完全不同的实体，它们不会有什么联系，尽管它们的作用规律在数学形式上相同，但它们的本质却完全不同的东西。
就连光的波动学说的创立者托马斯·杨（T．Young，1773～1829）和超距论电动力学的奠基人安培也都赞同库仑的观点。
1820年，丹麦物理学家奥斯特（Hans Christian Oersted，1777～1851年）向科学界宣布了电流的磁效应的发现，这一重大发现第一次揭示了电与磁的联系，开创了电磁学研究的新纪元，从而宣告了电磁学的开始。
1、奥斯特电流磁效应的发现
奥斯特是丹麦一个小镇上药店商人的儿子，十二岁时他已受过很好的教育，在他父亲的店里担任助手，这项工作激发了他的科学兴趣。
后来他在哥本哈根大学学习医学、物理学和天文学；当他听到了伏打的发现后，立即开始电流实验。
1801年，他进行传统的欧洲游历，到了法国、德国和荷兰。
他在德国会见了哲学家谢林（Schelig）、物理学家伦福德伯爵和其他科学家。
1803年他回到了哥本哈根，1806年，他成为哥本哈根大学实验物理学教授。
19世纪初，德国哲学家康德（I．Kant，1724～1804）的基本力和基本力向其他种类的力转化的哲学思想，对促进物理学家去寻找电与磁的本质联系起了积极的作用。
奥斯特深受康德哲学的影响，坚信自然力统一的思想，认为电、磁、光、热等现象之间存在着某种内在的联系。
为了寻找电与磁之间的联系，奥斯特做出了不懈的努力。
1812年，奥斯特在《关于化学力和电力的统一的研究》的著作中提
出了这样的设想：如果使电流通过直径较小的导线，导线就会发热；若
进一步缩小导线的直径，电流会使导线发光；进而推知，当导线直径小
到一定程度，电流将会产生磁效应。
虽这条思路本身有着明显的错误，
但他的电能转化为磁的思想却是可贵的。
此后几年，他一直关注这一课
题。
奥斯特猜想：如果电流能够产生磁效应的话，那么这种效应不可能
在电流的方向上发生，因为许多人在这个方面所作努力的失败已经证明
了这一点；这种作用很可能是横向的。
在没有证实他的假想之前，他不
愿在课堂上公开他的思想。
1820年4月，奥斯特在给具有相当物理学知
识的学者讲授电、伽伐尼电和磁课程时做了一个实验，他用一个小伽伐
尼电池的电流通过一条细铂丝，铂丝放在一个带玻璃罩的指南针上，结
果盒中的磁针被扰动了，尽管效应很弱，看上去也不规则，并未给听众留下强烈的印象，但奥斯特深知这种扰动背后所包含的巨大意义，他为此兴奋不已。
在以后的三个月中，奥斯特深入地进行了实验研究。
奥斯特将玻璃、木头、水、松脂、瓦片、石块等非磁性物体插在导线与罗盘之间，没有发现偏转的磁针与没有插入这些物体之前有什么不同。
甚至当磁针浸在装有水的铜盆里的时候，磁针在电流的作用下仍然偏转，因此他得出结论：“电流冲击只作用在磁性粒子上，所有非磁性物体对于电流冲击是可以忽略
的。
由于磁性物质或者磁性粒子阻止这种冲击通过，因而它们被电流冲击的冲力带动而发生偏转。
”奥斯特又发现，磁针分别放在导体的上面和下面时，它的偏转方向正好相反。
如图3－1所示奥斯特实验，实验发现在载流长直导线附近平行放置的磁针受力沿垂直于导线的方向偏转，即磁针的N极垂直于由导线和磁针构成的平面（图中用虚线画出）
图6-7为奥斯特电流磁效应的
发现
向外（即向纸面外）运动，磁针的S 极则垂直于由导线和磁针构成的平面向内运动，形成偏转。
如果电流反向，则磁针反向偏转。
由此，他直觉地发现，他所定义的“电流冲击”含有两个性质：它不仅存在于通电导体中，而且存在于通电导体的周围；“电流冲击”沿着以导线为轴线的螺旋线传播，螺线的螺纹方向几乎与导线垂直。
奥斯特实验说明作用力是横向力，这是奥斯特实验的又一重大发现。
它突破了以往关于非接触物体之间的作用力均为有心力的局限，拓宽了作用力的类型。
1820年7月21日，他终于在欧洲主要学刊上以题为《关于电冲击对磁针影响的实验》极其简洁的文字，宣布了他的实验结果。
奥斯特实验立刻受到了普遍的赞扬。
安培写道：“奥斯特先生……已经永远把他的名字和一个新纪元联系在一起了”。
法拉第评论说：“它（奥斯特实验）突然打开了科学中一个一直是黑暗的领域的大门，使其充满光明”。
紧接着，物理学界掀起了电磁学研究的热潮，一系列新的实验在奥斯特实验的启发下应运而生，丰富了人们对电现象与磁现象之间联系的认识。
2、安培的分子电流假说
奥斯特的论文打开了电磁学研究的新领域，它的重要性立即被科学界所公认，他的论文被译成了德文、法文、英文，发表在各种标准的科学刊物上。
1820年9
月11日，刚从瑞士回国的阿拉戈（Dominique Francois Jean Arago ，1786～
1853）在法国科学院介绍了奥斯特的论文，当时在场的人中就有安培
（Andre-Marie Ampere ，1775—1836），他是一位很有才能的数学家，掌握
了各种现代的分析工具。
在科学上最善于吸取他人成功经验的安培做出了
最迅速的反应。
他分别于1820年9月18日、25日和10月9日在法国科
学院宣读了三篇重要的论文，从而奠定了电磁学的数学理论的基础。
安培
初步形成了这样一种思想，即磁的本质是电流（或运动的电荷）。
通电螺
线管和磁棒在物理性质方面的相似，更坚定了他的这一思想。
安培一经把
磁视作电流，他就不再考虑诸如电流和磁体的相互作用、磁体和磁体的相
互作用这样的问题，而是把它们统统归结为电流之间的相互作用。
安培完
成了电流对磁极的四个示零实验，并伴之以缜密的理论分析，天才地建立了著名的安培定律，充分显示了大师的风范。
当阿拉戈对奥斯特实验进行答辩后，安培不仅重复了奥斯特的实验，而且做了圆电流对磁针的作用，平行载流直导线之间的作用，以及圆电流之间的作用等实验，进一步揭示了电磁现象之间的联系。
1820年9月18日，安培在《关于圆电流对磁针作用的实验》的论文中，他解释了如何确定磁针被电流偏转后所占据的位置，并且提出了圆形电流产生磁的可能性。
9月25日安培在《关于两平行直电流相互作用的实验》向科学院报告了另一项研究成果，他证明，给两个平行导线加上同向电流时，它们相互吸引，当给它们加上反向电流时，它们相互排斥，这比奥斯特的实验结果大大前进了一步。
此后，安培又在10月9日《关于载流螺线管与磁棒等效性的实验》的论文中论述了各种曲线形状的通电导线之间的相互作用，他进而根据这些现象和实验结果对地磁场作了解释。
1820年底，安培给出了两平行直电流相互作用力的公式，即真空中距离为a 的两平行直电流I 1和I 2之间每单位长度的相互作用力为：
a
I I k F 21 安培认为，磁棒的磁性是棒内的电流产生的。
他假定每
个分子都有电流环绕着，当分子排列整齐时，它们的电流合起
图6-10为安培演示电流作用力的仪器
图6-9为阿拉戈
来就可以满足磁棒的磁性所需要的电流。
这就是安培分子电流假设的来源。
磁现象的本质是电流，物质的磁性来源于其中的分子电流，电流与磁体、电流与电流、磁体与磁体相互作用都是电流与电流之间相互作用的结果。
因此，安培认为，电流与电流之间的作用力是电磁作用的基本力，他称之为“电动力”，并把研究电动力的学科叫做“电动力学”。
安培把确定电流之间相互作用力的定量规律引为己任，从1821年到1825年，经过几年的努力，终于完成了这一艰巨的使命。
最后发表了重要的总结性论文《关于唯一地用实验推导的电动力学的数学理论的论文》，给出了电流元之间相互作用力的公式，这就是著名的安培定律。
安培定律的表式为：B d l d I F d ⨯=2212；式中12F 为力，B 为与11l d I 相距为r 12处（即
在22dl I 处）产生的磁感应强度。
对于闭合载流回路，它产生的磁场为：
⎰⎰⨯==1312
121104l r r l d I B d B πμ 这就是比奥－萨伐尔定律（Biot-Savart-Laplace ）的积分形式。
从某种意义上讲，比奥－萨伐尔定律可以看作是关于电流元之间相互作用力的安培定律的一部分，由比奥－萨伐尔定律可以证明恒定磁场的高斯定理和安培环路定理，它们表明磁场是无源有旋的矢量场。
安培的这一卓越贡献，被麦克斯韦誉为“科学中最光辉的成就之一”。
麦克斯韦称赞到：安培所建立的电磁理论，“它在形式上是完整的，在准确性方面是无懈可击的”；他不愧为是“电学中的牛顿”。