电动力学

电动力学发展史
约公元前6世纪，585年，泰勒斯(Thales，公元前624?—546) 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的现象。在以后的两千年中，虽然还有人发现摩擦过的煤玉也具有吸引轻小物体的能力，但关于琥珀奇特性质的认识进展甚少，而磁石性质的认识逐渐增多起来。例如，磁石可以吸引一串铁片；磁石具有磁极，磁石的相同磁极靠在一起彼此排斥；弱磁可被强磁改变磁极；利用磁石制成罗盘并用于航海，等等。在相当长的时期内，琥珀吸引轻小物体与磁石吸铁一样，都被看成物质固有的性质。

我国古代人民对电磁现象的认识曾有过重要的贡献。春秋战国时期（公元前770-221年），已有“山上有慈（即磁石）者，其下有铜金”,“慈石名铁,或引之也”等磁石吸铁的记载。东汉已有指南针的前身司南勺。比欧洲更早，在北宋时，我国已有利用地磁场进行人工磁化制作指南鱼或用磁石磨针尖制作指南针，并用于航海。晋朝（公元三世纪）还有关于摩擦起电引起放电现象的详细记载，“今人梳头，解著衣，有随梳解结，有光者，亦有咤声”。公元前3世纪，古书《韩非子》记载有司南；《吕氏春秋》记有慈石召铁。公元前2世纪，刘安《前179—前122》著《准南子》，记载用冰作透镜，用反射镜作潜望镜，还提到人造磁铁和磁极斥力等。

1世纪，古书《汉书》记载尖端放电、避雷知识和有关的装置。王充(27—97)著《论衡》，记载有关力学、热学、声学、磁学等方面的物理知识。

2世纪，张衡(78—139)创制地动仪，可以测报地震方位，创制浑天仪。

11世纪，北宋沈括(1031—1095)著《梦溪笔谈》，他的《梦溪笔谈》中载：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”这是关于利用天然磁体进行人工磁化以及地磁偏角的最早记载。“磁偏角”是因为地球上的磁极和南极、北极稍微有一点偏差。指南针的Ｎ极和Ｓ极，沿磁子午线分别指向北磁极和南磁极，磁子午线和地理子午线是不一致的，它们之间存在着一个夹角，科学上叫作“磁偏角”。西方到公元1205年，法国人古约（Guyot de provins）才记载了用同样方法制造指南针，公元1492年意大利人哥伦布（Christopher Columbus）才发现地磁偏角，比沈括晚了４００多年。在《梦溪笔谈》卷24中，沈括描述了指南针的四种使用方法： (1) 水浮法：在盛水的碗里，把指南针放在水面上指示南北方向。 (2) 指甲旋定法：把磁针放在手指甲上轻轻转动来定向。 (3) 碗边旋定法：把磁针放在光滑的碗边轻轻旋转磁针来定向。 (4) 缕悬法：将单股蚕丝线用蜡粘在磁针

的中部，悬挂于空中指南。这种悬挂式指南针，需在无风处使用。 根据试验比较，沈括认为这四种方法中，缕悬法最方便使用。因为指甲和碗边上很光滑，指南针容易滑落。而水浮法，受水波动影响，针不容易静止下来。沈括在900年前提出的方法，有的至今仍在使用，如现代的磁变仪、磁力仪的基本结构原理，就是采用了沈括所说的缕悬法原理。而航海中使用的重要仪表罗盘，也大多是根据水浮磁针这一原理设计而成的。公元1119年，北宋朱彧在《萍洲可谈》中第一次记载了指南针用于航海：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”中国是世界上最早应用指南针于航海的国家，有了指南针，才可能有郑和七下西洋的壮举。西方公元1190年英国人纳肯（Alexander Neckam）才有指南针用于航海的记载。如今，中国发明的指南针，已被广泛运用于航空、航海、采矿、探险各个领域。〖原文〗《梦溪笔谈》(卷二十四　杂志一): 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，不若缕悬为最善。其法取新纩中独茧缕，以芥子许蜡，缀于针腰，无风处悬之，则针常指南。其中有磨而指北者。余家指南、北者皆有之。磁石之指南，犹柏之指西，莫可原其理。

16世纪，诺曼（Robert Norman），伦敦的一个退休海员和罗盘制造者，在公元1581年出版了一本小册子《新奇的吸引力》中，就谈到他发现磁针的下倾现象。他发现一根磁针用绳子在半中间吊起来，不但指向北方，而且跟水平形成一倾角，这就叫磁倾角。诺曼还把磁化以前和磁化以后的铁屑称过，看磁力是否有重量，并得出否定的结论。他又把一个装在软木上的磁针浮在水平面上，发现磁针仅转动到指向南北而不是向南方或北方移动，从而得出磁力只是一种定向力，而不是运动力的结论。他说，这些现象是通过“经验、理性和证明这几项学术根据”而发现的，他讨论了和航海有关各种磁力的问题，特别是在不同地方罗盘磁针和正北方的偏离问题。他说，这种偏离并不如有些航海的人所相信的那样，随地点不同而有规则地变动，那些人“虽然游踪甚广，但在这些问题上却相信书本而不相信经验”。至于磁力的理论，他承认自己提不出任何建议——“我不愿在这许多论点上和逻辑学家进行争论，因为看来在自然原因的解释上他们远远超过了我。”

1600年，英国伊丽莎白女王的御医吉尔伯特（W.Gilbert，1548—1603）在他出版的《磁石论》一书中对于磁石的各种基本性质作了系统的定性描述。他发展了前人的实验研究，在地磁

方面有重要的贡献。他还对琥珀地吸引作了深入研究，他发现不仅琥珀和煤玉经摩擦后能吸引轻小物体，而且相当多的物质，如金刚石、蓝宝石、硫磺、硬树脂和明矾等经摩擦后也都具有吸引轻小物体的性质;他注意到这些物质经摩擦后并不像磁石,具有指南北的性质,为了表明与磁性的不同，他采用琥珀的希腊文字ηλξκτρογ，把这种性质称为“电的”（electric）。吉尔伯特在实验过程中制作了第一只验电器，这是一根中心固定可转动的金属细棒。当摩擦过的琥珀靠近时，金属细棒可转动指向琥珀。大约在1660年马德堡的盖利克（Otto von guericke）发明了第一台摩擦起电机。他用硫磺制成形如地球仪的可转动球体，用干燥的手掌擦着转动的球体，使之停止而获得电。盖利克的摩擦起电机经过不断改进，在静电实验研究中起着重要作用，直到十九世纪霍耳兹（W.Holtz）和特普勒（A.Topler）分别发明感应起电机后才被取代。

1729年英国的格雷（Stephen Gray）研究琥珀的电效应是否可传递给其他物体时，发现导体和绝缘体的区别：金属可导电，丝绸不导电。并且他第一次使人体带电。格雷的实验引起法国杜费（Charles-Francois du Fay）的注意.1733年杜费发现绝缘起来的金属也可摩擦起电,因此,他得出所有物体都可摩擦起电,从而认为吉尔伯特把物体分为“电的”和“非电的”并没有事实根据。他还让别人用丝质绳把自己吊起来绝缘，当他被带电而别人靠近时，他感觉到针刺般的放电袭击，放电产生噼拍声，在暗处还可看到放电的火花。杜费最重要的发现是电有两种。他改进了吉尔伯特的验电器，用金箔代替金属细棒。他观察到摩擦过的玻璃棒接触金箔后对金箔的排斥作用，而用摩擦过的硬树脂对此金箔却产生明显的吸引。他意识到不同材料经摩擦后产生的电不同，他把玻璃上产生的电叫做“玻璃电”（Vitreous），琥珀上产生的电与硬树脂上产生的相同，叫做“树脂的”（resinous）.他得到：带相同电的物体互相排斥，带不同电的物体彼此吸引。他把电想象为二元流体，当它们结合在一起时，彼此中和。

1745年，荷兰莱顿的穆欣布罗克（Pieter van Musschenbroek）为了避免电在空气中逐渐消失，试图寻找一种保存电的方法。他手拿一玻璃瓶，给瓶中的水带电，当手接触到连接水的金属丝时，臂和胸部感觉到强烈的电击，于是他获得了电容器的原始形式——莱顿瓶。这种贮存电的方法同时也被德国的克莱斯特（Ewald Georg von Kleist）独立地发现。莱顿瓶的发明为电的进一步研究提供了条件，它对于电的知识的传播起了重要作用。法国的诺莱（Jeau-Antoine Nollet）曾做了一个

当时最为壮观的演示实验，他在巴黎大教堂前，在路易十五皇室成员面前，令七百个修道士手拉手地排成一条九百英尺长的队伍，一端的人接触带电莱顿瓶的外部，当另一端的人接触莱顿瓶的另一极时，七百个修道士全部因电击而跳起来，这就令人信服地演示了电的威力。

1747年，差不多同时在美国，富兰克林(Benjamin Franklin,1706—1790)发表电的单流质理论，提出“正电”和“负电”的概念。富兰克林的工作使得人们对于电的认识更加丰富了，并澄清了许多观念。1747年他根据自己的实验，认为在正常条件下电是以一定的量存在于所有物质中的一种元素;电象流体一样可以流动，摩擦得作用使电可以从一物体转移到另一物体，但不能创造；任何孤立物体的电的总量是不变得，这就是通常所说的电荷守恒；他把摩擦时物体获得电，而形成电的多余部分叫做带正电；物体失去电，而形成电的不足部分叫做带负电。严格地说，这种关于电的一元流体理论在今天看来并不正确，但他所使用的正电和负电的术语至今仍被采用。富兰克林还认识到莱顿瓶的贮电作用来自玻璃；他观察到导体的尖端更易于放电等等。他的最著名的实验是风筝实验。早在1794年，他就注意到雷闪与放电有许多相同之处。1752年他在雷雨天气将风筝放入云层，在连接风筝的绳上系一钥匙，手放近钥匙，接受到强烈的电机，从而证明了雷闪就是放电现象。这是一个危险的实验，后来有人重复做同类实验时遭电击身亡。富兰克林还建议用避雷针来防护建筑物免遭雷击。1754年首先由狄维施（Procopius Divisch）实现，这是迄今所知的电的第一个实际应用。

十八世纪后期在较好实验设备的条件下，开始了电荷相互作用的定量研究。1766年，普利斯特里（Joseph Priestley）根据他实验上发现带电金属容器内表面没有电荷和对内部不产生电力，猜测电力与万有引力又相似的规律，两个电荷之间的作用力与它们之间距离的平方成反比，但他未能予以证明。

1767年，普列斯特利(J.Priestley,1733—1804)根据富兰克林所做的“导体内不存在静电荷的实验”，推得静电力的平方反比定律。

1769年罗滨孙（John Robinson）通过作用在一个小球上电力和重力平衡的实验，第一次直接测定了两个电荷相互作用力与距离平方成反比。

1775年，伏打(A.Volta,1745—1827)发明起电盘。

1773年卡文迪许（Henry Cavendish）根据他实验中导体球内表面检测不到的电荷数量推算出电力与距离成反比的方次与2相差最多不超过百分之二。他的这一实验是近代精确验证电力定律的雏形。可是他的这一实验以及其他重要实验成果到1879年才由麦克

斯韦（James Clark Maxwell）整理公诸于世。

1785年，库仑（Charles Auguste de Coulomb）设计了精巧的扭秤实验，直接测定了两个静止点电荷的相互作用力与它们之间的距离的平方成反比，与它们的电量的乘积成正比。即静电力的平方反比定律，库仑的实验得到世界的公认。在这以前，米切尔(J.Michell,1724—1793)已有过类似设计，并于1750年提出磁力的平方反比定律。从此电学的研究开始进入科学行列。

十八世纪后期电学的另一个重要发展是意大利物理学家伏打（Alessandro Graf Volta）发明电池。在这之前，电学实验只能用摩擦起电机或莱顿瓶进行，而它们只能提供短暂的电流脉冲。1780年意大利的解剖学家伽伐尼（Luigi Galvani）偶然观察到在放电火花附近与金属相接触的蛙腿发生抽动。为了找出这一现象的原因，他进一步实验却意外地发现，若用两种金属分别接触蛙腿的筋腱和肌肉，则当两种金属相碰时，蛙腿也会发生抽动。伽伐尼没有弄清楚其中的原因，他把它称之为“生物电”。1792年伏打仔细研究之后，认为蛙腿的抽动不过是一种对于电流的灵敏反应，而肌肉提供了一定的溶液，因此电流产生的先决条件是两种不同金属插在一定的溶液中并构成回路。基于这一思想，1799年他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银片、锌片和用盐水浸泡过的硬纸板组成一根柱体，叫做伏打电堆。当导线连接两断的导体时，导线中产生的持续电流。以后，各种化学电源如雨后春笋蓬勃发展起来。1822年塞贝克（Thomas Johann Seebeck）发现甚至不用导电溶液，只要牢固的连接铜线和一根别种金属（铋）线的两端，并维持两个接头于不同温度，也可获得微弱的电流，这就是温差电效应。化学电源发明后，很快发现利用它可以作出很多不寻常的事情来。1800年尼科尔森（William Nicholson）和卡莱瑟尔（Anthony Carlisle）用低压电流分解水；同年里托（Johann Wilhelm Ritter）成功的从水的电解中分别搜集了两种气体，并从硫酸铜溶液中电解出金属铜；1807年戴维（Humphrey Davy）利用庞大的电池组先后首次电解得到钾、钠、钙、镁等金属；1811年他用2000个电池组成电源，在碳极间产生电弧。从十九世纪五十年代起碳极电弧一直是灯塔、剧院等场所使用的强烈电光源，直到七十年代才逐渐被爱迪生（Thomas Alva Edison）发明的白炽灯所代替；到今天电弧在冶炼和焊接中仍有重要应用。此外，伏打电池也促进了电镀业的发展，它是1839年卡尔雅可比（Karl Jacobi）和西门子（Werner Siemens）发明的。

1820年，奥斯特H.C.Oersted,1771—1851)发现导线通电产生磁效应。虽然早在17

50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磁针倒转，但到十九世纪初在科学界仍然普遍认为电和磁是两种独立的作用。与这种传统观念相反，丹麦的自然哲学家奥斯特（Hans Christian Oersted）接受德国哲学家康德（Immanuel Kant）和谢林（Friedrich Schelling）关于自然力统一的哲学思想，他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。奥斯特的发现首先引起法国物理学家的注意，同年即取得一些重要成果：安培（Andre Marie Ampere 1775—1836）关于载流螺线管与磁铁等效性的实验（后来，安培据此提出物质磁性的分子电流假说，把磁现象归结为单一的电流的作用，这一点成为以后正确认识物质磁性的一把钥匙）和两根平行载流导线相互作用力的实验等一系列电流相互作用的精巧实验分析得电流之间的相互作用力的规律，是认识电流产生磁场以及磁场对电流作用的基础， 1822年进一步研究电流之间的相互作用，提出安培作用力定律。阿喇果（Dominique Francois Arago）关于钢和铁的电流作用下的磁化现象；毕奥(J.B.Biot,1774—1862)和萨伐尔(F.Savart,1791—1841)由关于长直载流导线对磁极作用力的实验归纳出电流元的磁场定律。

电流的磁效应的发现打开了电应用的新领域。1825年斯图金（Willian Sturgeon）发明电磁铁，为电的广泛应用创造了条件。早在1821年安培建议可用电磁仪器传输信号。1833年高斯（Carl Friedrich Gauss）和韦伯（Wilhelm Weber）制造了第一台简陋的单线电报，控制电磁铁的吸引可在远距离产生听得清楚的声响。1837年惠斯通（Charles Wheatstone）和莫尔斯（Harold Marston Morse）独立的发明了电报机。莫尔斯发明了一套电码，利用他制作的电报机，可在移动的纸带上打上点和划来传递信息。在这时期越洋海底电报的实验研究也在进行。1855年威廉汤姆孙（William Thomson）解决了水下电缆信号传送速度慢的问题。1866年按照汤姆孙设计的大西洋电缆铺设成功。另一方面的发展是1854年法国电报家布瑟耳（Charles Bourseul）提出用电来传送语言的设想，但未引起重视。1876年美国的贝尔（Alexander Graham Bell）发明了他的电话。作为收话机，它仍用于现代，而其发话机则被爱迪生的发明（炭发话机）以及休斯（David Edward Hughes）的发明（传声机）所改进。电流磁效应发现不久，几种不同类型的检流计设计制成，为欧姆（Georg Simon Ohm）发现电路定律提供了条件。1826年欧姆受到傅里叶（Jean Baptiste Joseph Fourier）关

于固体中热传导理论的启发，认为电的传导和热的传导很相似，电流好像热流，电源的作用好象热传导中的温差。为了确定电路定律，开始他用伏打电堆来做实验，由于当时的伏打电堆性能很不稳定，实验没有成功；后来他改用两个接触点温度恒定因而高度稳定的热电效应做实验，得到电路中的电流强度与电源的“验电力”（electroscopic force）成正比，比例系数为电路的电阻。由于当时能量守恒定律尚未确立，验电力的概念是含混的，直到1848年基尔霍夫（Gustav Robert Kirchhoff）从能量的角度考察，才澄清了电位差、电动势、电场强度的等概念，使得欧姆理论与静电学概念协调起来。在此基础上，基尔霍夫解决了分支电路问题。

杰出的英国物理学家法拉第（Michael Faraday）从事电磁现象的实验研究，对电磁学的发展做出极重要的贡献，其中最重要的贡献是1831年发现电磁感应现象[美国物理学家亨利（Joseph Henry）几乎在同时也发现了电磁感应现象，但发表稍晚些]。紧接着他做了许多实验，确定电磁感应的规律，他认识到当闭合线圈中的磁通量发生变化时，线圈中则产生感应电动势，感应电动势的大小取决于磁通量随时间的变化率[感应电流的方向首先由愣次于1834年给出；感应电动势数学公式是1845年诺埃曼（Franz Ernst Neumann）给出的]，在此基础上他制出第一台发电机。此外，1821年他还发现电动机原理，并制成最初的电动机；他还把电现象和其它现象联系起来广泛进行研究，1833年成功的证明了摩擦起电和伏打电池产生的电相同，1834年发现电解定律，1845年发现磁光效应，并统一解释物质的顺磁性和抗磁性，他还仔细研究了极化现象和静电感应现象，并首次用实验证明了电荷守恒定律。

电磁感应的发现为能源的开发和广泛利用提供了崭新的前景。1866年西门子发明了可供实用的自激发电机；到十九世纪末实现了电能的远距离输送，电动机在生产和交通运输中得到广泛的使用，从而极大地改变了工业生产的面貌。

对于电磁现象的广泛研究使法拉第逐渐形成了他特有的场的观念。他深信在带电体和磁体的周围存在着某种特殊的“紧张”状态，他用电力线和磁力线来描述这种状态。他认为力线是物质的，它弥漫在全部空间，并把相反的电荷和相反的磁极连结起来；电力和磁力不是通过空虚空间的超距作用，而是通过电力线和磁力线来传递的；它们是认识电磁现象必不可少的组成部分，甚至它们比“产生”和“汇集”力线的“源”更富有研究的价值

1834年，珀耳帖(J.C.A.Peltier,1785—1845)发现电流可以致冷的珀耳帖效应。

1835年，亨利(J.Henry,1797—18

78)发现自感现象，1842年发现电振荡放电。

1840年，焦耳(J.P.Joule,1818—1889)从电流的热效应发现所产生的热量与电流的平方、电阻及时间成正比，称焦耳 -楞次定律(楞次也独立地发现了这一定律)。其后，焦耳先后于1843，1845，1847，1849，直至1878年，测量热功当量，历经40年，共进行四百多次实验。1843年，法拉第从实验证明电荷守恒定律。

1855年，傅科发现涡电流(即傅科电流)。 1857年，韦伯(W.E.Weber,1804—1891)与柯尔劳胥(R.H.A.Kohlrausch,1809—1858)测定电荷的静电单位和电磁单位之比，发现该值接近于真空中的光速。

法拉第的丰硕的实验研究成果以及他的新颖的场的观念为电磁现象的统一理论准备了条件。诺埃曼、韦伯等物理学家对电磁现象的研究曾有过不少重要贡献，但他们从超距作用观点出发，概括库仑以来已有的全部电磁学知识，在建立统一理论方面并未取得成功。这一工作由卓越的英国物理学家麦克斯韦完成。早在1842—1854年，威廉汤姆孙通过热传导、流体的运动和电磁力线的对比研究，建立了它们共同的数学关系。汤姆孙的类比方法鼓舞了麦克斯韦致力于将法拉第的力线思想写成便于数学处理的形式。开始（1856年）他仅仅是通过力学现象与电磁现象的类比试图建立电磁学的理论体系；后来（1862年），他觉得需要建立一种媒质理论来体现法拉第的力线思想。他认为变化的磁场在其周围的空间激发涡旋电场；此外他又引入“位移电流”概念，变化电场引起媒质电位移的变化，电位移的变化与电流一样在周围的空间激发涡旋磁场。麦克斯韦明确地用数学公式把它们表示出来，从而得到了今天以他的姓氏命名的电磁场的普遍方程组。法拉第的力线思想以及电磁作用传递的思想在其中得到了充分的体现。

麦克斯韦进而根据他的方程组推论电磁作用以波的形式传播，电磁波在真空中的传播速度等于电量的电磁单位与静电单位的比值。根据1856年韦伯和柯耳劳施（Rudolph Kohlrausch）用纯电学方法测得的比值与光在真空中的传播速度相同，麦克斯韦大胆预言光是电磁波。

麦克斯韦理论的推论和预言被德国物理学家赫兹（Heinrich Hertz）的实验光辉地证实。1888年赫兹根据电容器放电的振荡性质设计制作了电磁波源和电磁波检测器，通过实验检测到电磁波，测定了电磁波的波速，并观察到电磁波与光波一样具有偏振性质，能够反射、折射和聚焦。从此，麦克斯韦理论逐渐为人们所接受。

麦克斯韦电磁理论通过赫兹电磁波实验的证实，开辟了一个全新的领域—电磁波的应用和研究。1895年，俄国的波波夫和意大利的马可尼（Guglielmo Marconi）分别

实现了无线电讯号的传输。后来马可尼将赫兹的振子改进为竖直的天线；德国的布劳恩（Ferdinard Braun）进一步将发射器分为两个振荡线路，为扩大讯号传送范围创造了先决条件。1901年马可尼第一次建立了横跨大西洋的无线电联系。电子管的发明[1904年，弗莱明（Alexander Fleming）；1906年，福雷斯特（Lee de Forest）]及其在线路中的应用，使得电磁波的发射和接收都成为容易办到的事情。于是在技术上出现了神奇的无线电的发展，巨大地改变了人类的生活。

虽然麦克斯韦的电磁理论对光的真空中的传播作了完备的描述，但它不能很好地揭示出物质的光学特性，特别是不能解释色散现象；此外，把电磁理论应用于运动介质情形也未获得成功。1896年洛仑兹（Hendrik Antoon Lorentz）提出‘电子论’，将麦克斯韦方程组应用的微观区域内，并把物质的电磁性质归结为原子中电子的效应。这样不仅可以解释物质的极化、磁化、导电等现象以及物质对光的吸收、散射和色散现象；而且还成功地说明了关于光谱线在磁场中分裂的正常塞曼（Pieter Zeeman）效应；此外，洛仑兹还根据电子论正确地导出关于运动介质中的光速公式，把麦克斯韦理论向前推进了一布。

然而，麦克斯韦-洛仑兹电磁理论的成功，却无法回避它与经典力学中以牛顿绝对时空观为基础的伽利略变换表现出明显的冲突。爱因斯坦（Albert Einstein）在1905年排除了牛顿绝对时空观，建立狭义相对论，不同惯性系之间的变换满足洛仑兹变换。根据狭义相对论，可以通过洛仑兹变换从电场得到磁场，于是在物理学的发展上出现了两种“不同”自然力（电力和磁力）的第一次统一。

1859年，麦克斯韦(J.C.Maxwell,1831—1879)提出气体分子的速度分布律。

1860年，麦克斯韦发表气体中输运过程的初级理论。

1861年，麦克斯韦引进位移电流概念。

1864年，麦克斯韦提出电磁场的基本方程组(后称麦克斯韦方程组)，并推断电磁波的存在，预测光是一种电磁波，为光的电磁理论奠定了基础。

1869希托夫(J.W.Hittorf,1824—1914)用磁场使阴极射线偏转。

?1887年，迈克耳孙与莫雷再次做以太漂移实验，又得零结果。赫兹(H.Hertz,1857—1894)作电磁波实验，证实麦克斯韦的电磁场理论。同时，赫兹发现光电效应。

1895年，洛伦兹H.A.Lorentz,1853—1928)发表电磁场对运动电荷作用力的公式，后称该力为洛伦兹力。

1897年，J.J.汤姆生(J.J.Thomson,1856—1940)从阴极射线证实电子的存在，测出的荷质比与塞曼效应所得数量级相同。其后他又进一步从实验确证电子存在的普遍性，并直接测量电子电荷。

1901年，考夫曼(W.Kaufmann,1871—1947)

从镭辐射线测β射线在电场和磁场中的偏转，从而发现电子质量随速度变化。理查森(O.W.Richardson,1879—1959)发现灼热金属表面的电子发射规律。后经多年实验和理论研究，又对这一定律作进一步修正。

1905年，爱因斯坦(A.Einstein,1879—1955)发表关于布朗运动的论文，并发表光量子假说，解释了光电效应等现象。 1905年，朗之万(ngevin,1872—1946)发表顺磁性的经典理论。爱因斯坦发表《关于运动媒质的电动力学》一文，首次提出狭义相对论的基本原理，发现质能之间的相当性。

1915年，在爱因斯坦的倡议下，德哈斯(W.J.de Haas,1878—1960)首次测量回转磁效应。爱因斯坦建立了广义相对论。

1930—1931年，狄拉克提出正电子的空穴理论和磁单极子理论。

1935年， F.伦敦和H.伦敦发表超导现象的宏观电动力学理论。

1939年，拉比(I.I.Rabi，1898—1987)等人用分子束磁共振法测核磁矩。

1973年，丁肇中(1936—)与里希特(B.Richter,1931—)分别发现J／ψ粒子。?