经典电磁场理论发展简史..
电磁场理论发展简史
电磁场理论发展简史
电磁场理论发展简史
1888年，德 国的物理学家 赫兹首次用人 工的方法产生 了电磁波。
电磁场理论发展简史
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电磁场理论的创立过程： ① 观察现象——好奇心； ② 提出问题——洞察力； ③ 猜测答案——猜想、假设、想象力； ④ 设计实验测量——实践、动手能力； ⑤ 归纳寻找关系、发现规律——物理描述； ⑥ 形成定理、定律(需要引进新的物理量或模
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2、磁学（Magnetism） 希腊人在Magnasia岛上发现该岛的石块吸引牧羊鞭，所 以磁学命名为Magnetism 天然“石块”吸引铁钉现象：这种“石块”对铁有吸引 力，在铁钉附件放此“石块”铁钉就扑向石块 ，好的慈 母对婴儿的吸引一样。
“石块” ← 铁钉 慈母 ← 婴儿 这石块取名为“慈石”，后衍化为“磁石”。
型，找出新的内容，正确表述)——数学描述 ； ⑦ 考察成立条件、适用范围、精度、理论地 位及现代含义等——数学描述； ⑧ 创造新应用——好玩24、利益驱动
什么是电磁场？
电磁场理论的研究对象： 电荷、电流产生电场、磁场的规律;电场和磁场的
电磁场理论的地位
自然界存在四种基本力，即强力、电磁力、弱力和引力 。力既是相互作用。
所有四种力都有“电磁”和“磁场”
电磁场理论的地位
麦克斯韦方程组
静电学
静磁学
其他 学科 参数 输入
非时变: 0
t
电路 理论
电磁波
几何光学
d
传输线理论 条件：d ~
长线理论
基尔霍夫定律 d
电磁场理论发展简史
电磁理论发展史参考资料
/electromagnetism
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
电磁场的发展
电磁场理论发展的历史回顾第一部分概述人类对电磁现象的认识经历了相当长的时间。
静电现象与磁现象很早就引起了人们的注意，公元前六七百年就发现了磁石吸铁，磁石指南和摩擦生电现象。
真正对电磁现象进行研究是从英国御医吉尔伯特开始，1600年他发表了《论磁，磁体和地球作为一个巨大的磁体》，开创了电磁现象研究的新纪元。
关于电和磁现象的系统研究，始于18世纪。
1750年米切尔提出磁极间的作用力服从平方反比定律。
1785年公布了用扭秤实验得到了电力的平方反比定律，即著名的库伦定律，使电磁学进入了定量研究的阶段。
1780年伽伐尼研究电对动物机体的作用，做了有名的伽伐尼实验，1800年伏打发明电堆，获得产生稳定电流的手段，这导致1820年奥斯特发现了电流的磁效应，使电磁学的研究从电磁分离跃至电磁相互联系的研究阶段，开始了电磁学的新纪元。
此后，19世纪二三十年代成了电磁学大发展的时期。
1831年法拉第发现了电磁感应现象，证实了电与磁的统一性，而麦克斯韦从理论上总结了法拉第的物理观念，用一套方程组概括实验上发现的电磁规律，建立了电磁场理论，并将光与电磁现象统一起来，为利用电和磁开辟了广阔前景，实现了物理学史上第三次大综合。
第二部分电磁场的早期研究1. 中国古代的电磁学a) 对磁现象的认识。
公元前4世纪左右成书的《管子》中有“上有磁石者，其下有黄金”，这是关于磁的最早记载。
《吕氏春秋》中也曾写道“磁石召铁，或引之也”。
磁石可以指南的性质是我国人民的重大的发现。
北宋时期的政治家和科学家沈括，在《梦溪笔谈》中记有“方家以磁石磨针锋，则能指南”，此外，他还发现了地磁偏角。
b) 对于电现象的认识从雷电和摩擦起电现象开始的。
早在3000多年前的殷商时期，甲骨文中就有了“雷”及“电”的形声字。
王充在《论衡，雷虚篇》中写道：“云雨至则雷电击”，明确地提出云与雷电之间的关系。
《淮南子，坠行训》中提到：“阴阳相薄为雷，激扬为电”，即雷电是阴阳两气对立的产物。
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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。
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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).
麦克斯韦电磁场理论的诞生历程
麦克斯韦电磁场理论的诞生历程柴XX（理学院光信息科学与技术1002班学号XXX）摘要：1855年至1865年，麦克斯韦在全面地审视了库仑定律、毕奥—萨伐尔定律和法拉第定律的基础上，把数学分析方法带进了电磁学的研究领域，由此导致麦克斯韦电磁理论的诞生。
关键词：麦克斯韦、电磁理论、诞生引言电磁场理论的发展经历了三次飞跃：一是库仑定律的建立，二是运动电荷磁效应的发现，三是变化着的电场和磁场的内在联系的假设。
根据一些互不相关适用范围各不相同的实验定律（库仑定律、毕一萨定律和电磁感应定律），能否扩展为一组有内在联系的普遍成立的、能对电磁现象作出统一描述的数学理论体系，这是摆在当时物理学界的一大问题。
法拉第为此走出了坚定的第一步，紧接着麦克斯韦迈开了关键性的第二步。
一、法拉第的奠基法拉第坚信电磁作用是一种近距作用，他为此提出的力线、场观念具有极其深奥的物理思想。
描述场的力线、力管虽是一种定性理论，却为建立电磁学的数学理论提供了物理依据。
场观念是物理学中一个全新的观念，一个开创性见解，是对超距作用观点的挑战，其价值要比电磁感应定律的发现高出许多倍。
它暗示电磁理论和力学理论在方法论和数学结构上会有极大的差异：力学对质点的描述仅仅涉及到整个电磁场空间。
从超距作用过渡到以场为基本变量，以致使电磁理论成为一个时代的场理论。
一门真正的科学理论应该是定量的。
由于数学的准确性、抽象性、广泛性，早已成为物理学的亲密朋友。
用数学语言精确表述创造性科学思想，深刻揭示自然规律，是科学发展的要求，也是科学成熟的重要标志。
物理学家一要善于提出反映事物本质的物理观念，二要善于将物理问题转化成为数学问题，并用恰当方法求解，三要善于透过数学结果看出隐藏其后的新的物理思想。
法拉第借用力线把场的许多性质用简单而又极富启发性地表示出来了。
但终因缺乏数学功底，苦于无法用恰当的数学语言来精确描述，不能更深刻地揭示电磁现象的内在规律性。
但深奥的力线、场思想都鼓舞着麦克斯韦接过法拉第的火炬继续向前跑。
电磁场理论发展历史及其在现代科技中的应用
电磁场理论发展历史及其在现代科技中的应用摘要：电磁场理论在现代科技中有着广泛的应用。
现代电子技术如通讯、广播、导航、雷达、遥感、测控、嗲面子对抗、电子仪器和测量系统，都离不开电磁场的发射，控制、传播和接收；从工业自动化到地质勘测，从电力、交通等工业农业到医疗卫生等国民经济领域，几乎全都涉及到电磁场理论的应用。
不仅如此，电磁学一直是，将来仍是新兴科学的孕育点。
在本文中主要介绍电磁场理论发现和发展的历史以及在现代科技中的也应用。
关键词：电磁学电磁场理论现代科技对电磁场现象的研究是从十六世纪下半叶英国伊莉莎白女王的试医官吉尔伯特开始，然而他的研究方法很原始，基本上是定性地对现象的总结。
对电磁场的近代研究是从十八世纪的卡文迪许、库伦开始，他们开创了用测量仪器对电磁场现象做定量的规律，引起了电磁场从定性到定量的飞跃。
库仑定律的建立基于英国科学家卡文迪许在1772年做的一个一个电学实验，他用一个金属球壳使之带电，发现电荷全部分布在球壳的外表面，球腔中任何一点都没有电的作用。
库伦定律揭示了电荷间的静电作用力与它们之间的距离平方成反比。
安培在假设了两个电流元之间的相互作用力沿着它们的连线之间的作用力正比于它们的长度和电流强度，而与它们之间的距离的平方成反比的公式，即提出了著名的安培环路定理。
基于这与牛顿万有引力定律十分类似，.泊松、.高斯等人仿照引力理论，对电磁现象也引入了各种场矢量，如电场强度、电通量密度（电位移矢量）、磁场强度、磁通密度等，并将这些量表示为空间坐标的函数。
但是当时对这些量仅是为了描述方便而提出的数学手段，实际上认为电荷之间或电流之间的物理作用是超距作用。
直到M.法拉第,他认为场是真实的物理存在,电力或磁力是经过场中的力线逐步传递的，最终才作用到电荷或电流上。
他在1831年发现了著名的电磁感应定律，并用磁力线的模型对定律成功地进行了阐述，但是电磁感应定律的确认是在1851年，这一过程花了20年。
电磁场理论的发展史
电磁场理论的发展史LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】电磁场理论发展史引言载法拉弟发现电磁感应现象的那一年，英国诞生了一位伟大的科学家——麦克斯韦，他因创立电磁场理论而成为十九世纪最伟大的物理学家．麦克斯韦创立电磁场理论系统而完整地概括了电磁场的基本规律，并预言了电磁波的存在。
一、历史的前奏在麦克斯韦以前，解释电磁相互作用有两种相互对立的观点．一种是超距作用学说．即在研究两个电荷之间相互作用力时，忽略中介空间的作用，电荷会超越空间距离而互相作用，库仑、韦伯、安培等人都是主张用超距作用学说来解释电磁相互作用的．这种学说当时拥有数学基础．另一种是媒递作用学说．认为空间有一种能传递电力的媒质（称作以太）存在，电荷间通过媒质互相作用．法拉弟通过实验揭露了空间媒质的重要作用，他认为在空间媒质中充满了电力线，即通过场来传递，但媒递作用学说还没有数学基础，不易被人接受．也使其发展受到了阻碍．麦克斯韦功绩就在于建立了电磁场理论并促进了它的发展．他中学时曾在数学和诗歌比赛中获第一名，这显示了他的数学才华与丰富的想象力方面的潜力．他年轻时曾读过法拉弟的《电学实验研究》，对法拉弟的物理思想（如电力线和场的思想）十分推崇，同时也发现了它的弱点．麦克斯韦对电磁相互作用的超距观点早就表示“不能接受即时传播的思想”，在法拉弟的物理思想影响下，他决心“为法拉弟的场概念提供数学方法的基础”．二、麦克斯韦创立电磁场理论麦克斯韦创立电磁场理论可分为三个阶段：第一阶段，统一已知电磁定律麦克斯韦于1856年发表了他的第一篇论文《论法拉弟的力线》，在这篇文章中，他试图用数学语言精确地表述法拉弟的力线概念，他采用数学推论与物理类比相结合的方法，以假想流体的力学模型去模拟电磁现象．他说：“借助于这种类比，我试图以一种方便的和易于处理的形式为研究电现象提供必要的数学观念”他的目标是想据此统一已知的电磁学定律．麦克斯韦为达到此目的，他运用了“建立力学模型——引出基本公式——进行数学引伸推导”的解决科学问题的思路和方法．第一步，建立力学模型首先运用类比方法，麦克斯韦把电磁现象和力学现象做了类比，认为可以建立一种不可压缩流体的力学模型来模拟电磁现象．这种流体模型为：一是没有惯性，因而也就没有质量；二是不可压缩；三是可以从无产生，又可消失．显然这是一种假设理想流体．麦克斯韦在这篇文章中写道：“我企图把一个在空间画力线的清楚概念摆在一个几何学家的面前，并利用一个流体的流线的概念，说明如何画出这些流线来”“力线的切线方向就是电场力的方向，力线的密度表示电场力的大小”．他企图阐明电力线和电力线所在空间之间的几何关系．他还试图通过类比凭借已知的力学公式推导出电磁学公式，寻求这两种不同的现象在数学形式上的类似．第二步，引出基本公式早在1842年，W·汤姆逊就曾把拉普拉斯的势函数的二阶微分方程，普遍用于热、电和磁的运动，建立了这三种相似现象的数学联系．1847年，他又在不可压缩流体的流线连续性基础上，论述了电磁现象和流体力学现象的共同性．麦克斯韦正是吸收了W·汤姆逊这种类比方法，把它发展成为研究各种力线的重要工具．例如麦克斯韦把电学中的势等效于流电势麦克斯韦据此方式相继推导出了静电磁场、稳恒电磁场以至瞬变电磁场的基本公式．其中最重要的一个就是电场的泊松方程：2V=－4πρ (2)式中V为电势，ρ为自由电荷密度．第三步，进行数学引伸根据电场的泊松公式可直接写出稳恒电磁场的两个基本方程：(ε0E)= ·D=4πρ? (3)▽B=0? (4)对于瞬变电场，麦克斯韦类比了力学中的惯性力公式，从假想流体的由此推出磁场产生电场的公式：结合电场的泊松公式，可得运动电荷产生磁场的公式：× =4πj (6)在上述公式中，式(3)说明了静电场的性质（是一种无旋场）；式(4)说明了磁场的性质（是一种涡旋场）；式(5)说明了电场可以由随时间变化的磁场产生；式(6)说明了磁场可以由运动的电荷产生．从(3)、(4)、(5)、(6)方程看，这已基本具备了麦克斯韦方程组的雏形，只是未列入位移电流．第二阶段，提出位移电流概念麦克斯韦在完成了统一已知电磁学定律的第一阶段工作后，又投入到第二阶段工作中．他于1862年发表了具有决定意义的论文《论物理学的力线》．麦克斯韦在这篇着作中，突破了法拉弟的电磁观念，创造性地提出了自己理论的核心部分——位移电流的概念．在这一工作中，他一方面结合数学推论以逻辑手段揭示了旧电磁理论的内在矛盾，另一方面则构造了一个与以前的流体力学模型不同的、新的电磁以太模型．麦克斯韦按照电磁学和动力学的类比关系发现，交变电流通过含有电容器的电路时，按照原有的认识，由于电荷不能在电容器极板之间移动，因此传导电流将中断，这同实际电流的连续性发生矛盾．而且如果电流仅限于导体，电磁场也就失去了意义．为了解决这些矛盾，他依据电磁学与动力学的类比关系和电磁现象的对称性，认为在交变电流电路中，电容器一个极板上变化的电场会引起感生磁场，变化的磁场又会在电容器的另一极板上引起感生电场，产生交变电流，故变化电场的作用就相当于传送电流，但它不是电荷的传导，而是电荷的位移．这样麦克斯韦就在无导体存在的磁场中引入了“位移电流”的概念．这样位移电流和传导电流迭加起来在电容电路中的总流线是闭合的．位移电流概念的引入，是麦克斯韦理论的关节点，也是他的重大发现，即发现了电场变化激发磁场变化的现象．而法拉弟的电磁感应定律，是说明磁场变化激发电场的现象．这样，一个变化的电场和磁场以对称的形式联系起来，是法拉弟电生磁、磁生电思想的精确化和完善化．为了在电磁场中形象地勾勒出位移电流的形状，必须给它塑造一个模型．麦克斯韦说：“电解质被电流带动在固定方向上的迁移和偏振光受到磁力作用在固定方向上旋转，就是曾经启发我把磁考虑为一种旋转现象而把电流当作平移现象的事实．”麦克斯韦根据这两个基本条件假设电磁场介质中充满着涡旋分子（在真空中则是涡旋以太），在这些涡旋分子之间夹着许多小的电粒子．涡旋轴代表磁力线的方向，涡旋旋转速度表示磁场强度的大小．在两个同向旋转的分子中间的电粒子起着隋性轮的作用，这些电粒子只会转动而不会产生平移；在两个旋转方向的分子间，电粒子不发生转动而产生平动，从而形成电流．如右图，六方形表示涡旋分子，小圆圈表示电粒子，磁场方向由“＋”“－”表示．“＋”表示磁场穿出纸面，“－”穿入纸面．放在A→B 线上形成了位移电流．麦克斯韦从这个涡旋模型出发，利用它进行唯象的思考，从物理意义一项，实现玻恩所说的“数学上的完美”．麦克斯韦进一步以位移电流的概念为物理基础，根据力学定律进行数学模拟，以弹性力学中的力、粒子流密度、及对旋涡转速的影响分别模拟电场强度、传导电流和磁场强度，从而建立起全电流的电磁场方程：第三阶段，揭示电磁场动力学本质1864年，麦克斯韦又发表了第三篇着名的论文《电磁场的动力理论》．在这篇论文中，麦克斯韦舍弃了他原来提出的力学模型而完全转向场论的观点，并明确论述了光现象和电磁现象的统一性，奠定了光的电磁理论的基础．麦克斯韦首先谈到由于电磁相互作用不仅与距离有关，而且依赖于相对速度，不应以超距作用为出发点．他仍然假设产生电磁现象的作用力是同样在空间媒质中和在电磁物质中进行的，在真空中有以太媒质存在，这种以太媒质弥漫整个空间，渗透物体内部，具有能量密度，并能够以有限速度传播电磁作用．麦克斯韦借助于以太媒质这种力学图象来描述真空场的概念，把以太媒质作为介电常数ε=1（真空场）的“电介质”．当电介质极化时，在分子范围内发生微观电荷移动的现象，这种微观电荷移动产生一种瞬息电流．他假设在真空中，由于以太媒质的存在，电场变化时同样也有位移电流出现．位移电流和传导电流一样，也按照毕奥——萨伐尔定律的规律产生磁场．位移电流和传导电流叠加起来的总电流（即全电流）线是闭合的．在真空位移电流概念的基础上，麦克斯韦建立了由二十个分量方程组成的电磁场方程组．麦克斯韦还采用拉格朗日与哈密顿的数学方法，推导出电磁场的波动方程．方程表明，电场和磁场以波动形式传播，二者相互垂直并都垂直于传播方向．若在空间某一区域中的电场发生了变化，在它邻近的区域就会产生变化的磁场；这个变化的磁场又会在较远的区域产生变化的电场，变化的电场与变化的磁场不断相互产生，就会以波的形式在空间散开，即以波的形式传播，称为电磁波．电场与磁场具有不可分割的联系，是一个整体，即电磁场．在麦克斯韦推出的方程中，他引入了一个电磁场能量方程，他指出，在超距作用理论中，能量只能存在于带电体、电路和磁体中，而根据新的理论，能量则存在于电磁场和这些物体中．这样，能量就被定域于整个电磁场空间，从而深刻地揭示了电磁场的物质实在性．它同时还说明了电磁波就是能量的传播过程．从平面电磁波的定量研究中，麦克斯韦证明了决定电磁波传播速度的“弹性模量”与电介质的性质相联系，“介质密度”与磁介质的性质相联系，从而求出了电磁波的传播速度公式，得到了与《论物理的力线》中相同的结论，即真空中电磁波的速度恰好等于光速，这使麦克斯韦得出了：“光是一种按照电磁定律在场内传播的电磁扰动”的结论．1868年，麦克斯韦发表了一篇论文《关于光的电磁理论》，明确地创立了光的电磁学说．他说：“光也是电磁波的一种，光是一种能看得见的电磁波．”这样，麦克斯韦就把原来相互独立的电、磁和光都统一起来了，成为十九世纪物理学上实现的一次重大理论综合．1873年麦克斯韦出版电磁理论的经典着作《论电和磁》在这部着作中，麦克斯韦对电磁理论作了全面系统和严密的论述，并从数学上证明了方程组解的唯一性，从而表明这个方程组是能够精确地反映电磁场的客观运动规律的完整理论．这样，经几代人的努力，电磁场理论的宏伟大厦终于建立起来了，从而实现了物理学史上的第二次理论大综合．三、麦克斯韦方程组的内容麦克斯韦在1864年发表的着名论文《电磁场的动力学理论》一文中提出了一套完整的方程组．他最先是以分量形式给出的，而且物理量的名称和符号都与现代采用的不一样．经后人加以整理，电磁场的方程得到进一步完善，形成如今称为麦克斯韦方程组的形式．1．麦克斯韦方程组的微分形式流密度．2．麦克斯韦方程组的积分形式三个描述介质性质的方程式．对于各向同性介质来说，有：=εrε0=μrμ0=σ式中εr，μr和σ分别是介质的相对介电常数相对磁导率和电导率．总结麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的核心思想是：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。
电磁场理论：从麦克斯韦到现代
电磁场理论：从麦克斯韦到现代电磁场理论是物理学中的重要分支，它描述了电磁场的性质和行为。
从麦克斯韦提出电磁场方程组到现代电磁场理论的发展，我们见证了人类对电磁现象认识的不断深化和拓展。
本文将从麦克斯韦方程组的提出开始，逐步介绍电磁场理论的发展历程。
1. 麦克斯韦方程组的提出麦克斯韦方程组是电磁场理论的基础，它由麦克斯韦根据实验观测和理论推导提出。
麦克斯韦方程组包括四个方程：高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和麦克斯韦-安培定律。
这些方程描述了电场和磁场的生成、传播和相互作用。
2. 麦克斯韦方程组的物理意义麦克斯韦方程组揭示了电磁场的本质和规律。
高斯定律描述了电场的产生和分布，法拉第电磁感应定律说明了磁场的产生和变化，安培环路定律描述了磁场的传播和作用，麦克斯韦-安培定律则将电场和磁场联系在一起。
这些方程组成的理论框架为电磁现象的解释和应用提供了基础。
3. 麦克斯韦方程组的实验验证麦克斯韦方程组的提出并不仅仅是理论推导，它还需要通过实验验证。
许多科学家通过实验观测和测量，验证了麦克斯韦方程组的准确性和适用性。
例如，法拉第的电磁感应实验验证了法拉第电磁感应定律，奥斯特的磁场实验验证了安培环路定律。
这些实验证明了麦克斯韦方程组的正确性，并进一步巩固了电磁场理论的地位。
4. 电磁场理论的发展麦克斯韦方程组的提出奠定了电磁场理论的基础，但随着科学技术的进步和理论研究的深入，电磁场理论也在不断发展。
爱因斯坦的相对论将电磁场纳入了时空的统一框架，量子力学的发展使得我们对电磁场的微观行为有了更深入的认识。
现代电磁场理论已经超越了麦克斯韦方程组，涉及到更加复杂和深奥的领域，如量子电动力学和弦理论等。
5. 应用和意义电磁场理论的应用广泛而重要。
它不仅解释了电磁现象的本质，还为电磁波的传播、电磁感应、电磁辐射等提供了理论基础。
电磁场理论的发展也推动了科学技术的进步，如电磁波通信、电磁成像、电磁感应传感器等。
同时，电磁场理论也为其他学科的研究提供了重要的参考和支持，如光学、电子学、天文学等。
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。
电磁场与电磁波发展史
电磁场与电磁波
第 0章
电磁学漫谈
• 12、1840年，英国科学家焦耳提出了焦耳定律，揭示了电 磁现象的能量特性。 • 13、1848年 ，德国科学家基尔霍夫提出了基尔霍夫电路理 论，使电路理论趋于完善。 • 奥斯特的电生磁和法拉第的磁生电奠定了电磁学的基础。 • 14、 电磁学理论的完成者——英国的物理学家麦克斯韦 （1831—1879）。麦克斯韦方程组——用最完美的数学形 式表达了宏观电磁学的全部内容 。麦克斯韦从理论上预言 了电磁波的存在。
电磁场与电磁波
第 0章
电磁学漫谈
• 一、电磁学发展史
• 1. 最早的记载：公元前 600年左右 • 2. 1745年，荷兰莱顿大学教授马森布罗克制成了莱顿瓶， 可以将电荷储存起来，供电学实验使用，为电学研究打下
了基础。
• 3. 1752年7月，美国著名的科学家、文学家、政治家富兰
克林的风筝试验，证实了闪电式放电现象，从此拉开了人
击中房顶，会顺着龙舌引入地下，不会对房屋造成危险。 •6. 1771——1773年间，英国科学家卡文迪什进行了大量的 静电试验，证明在静电情况下，导体上的电荷只分布在导体 表面上。
电磁场与电磁波
第 0章
电磁学漫谈
• 7. 1785年，法国科学家库仑在实验规律的基础上，提出了 第一个电学定律：库仑定律。使电学研究走上了理论研究 的道路。 • 8. 1820年，由丹麦的科学家奥斯特在课堂上的一次试验中， 发现了电的磁效应，从此将电和磁联系在一起 。
经典电磁场理论的建立
经典电磁场理论的建立1、电磁场理论的建立1755年，普里斯特列（Priestley J ，1733—1804）通过类比，猜测到电荷间的电力也与物质间的引力一样，服从平方反比定律。
10年后，库仑与卡文迪许不约而同地通过扭秤实验总结出电相互作用和磁相互作用的平方反比定律。
库仑定律与万有引力定律的惊人相似。
促使人们将引力领域的超距作用思想移接到电磁领域中。
由此开始，超距作用的思想和方法便在电磁领域中迅速扩展，并取得了一系列丰硕成果。
其中又以法国的安培所取得的成就最为世人瞩目。
安培实际上是想仿照力学的理论结构来建立电磁理论的。
因此，他认为最核心的概念应该是与质点相对应的作为实体的电流元以及它们之间能超距作用的有心力。
他把自己的理论取名为“电动力学”。
安培的电动力学，作为将当时所知道的一切电磁现象用超距有心力的作用来说明的理论，的确十分出色。
但是，运用建立在超距有心力基础上的安培理论来解释i831年法拉第 发现的电磁感应现象时，却显得力不从心。
1845年，德国的纽曼（Neumann F E ，1798～1895）发展了安培的电动力学思想，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，他假设被感电流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：dl tA t ⋅∂∂-=⎰ ε 式中dl 是被感电流的线元，积分沿被感电流回路1进行，而矢量A 定义为：⎰''=rl d i A 式中A 是一个电流的位置函数，纽曼称之为电动力学势。
一年后，德国电动力学的另一位创始人韦伯在安培定律的基础上提出了所谓的韦伯电作用定律：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=22222221211dt c r rd dr dr c r e e F 式中e l 、e 2表示电量。
c 表示光速。
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：
电磁场与电磁波电磁学发展史
电磁学发展史
雷电
在公元前的中国，打雷被认为是神的行为。说是有 五位司雷电的神仙，其长者称为雷祖，雷祖之下是 雷公和电母。打雷就是雷公在天上敲大鼓，闪电就 是电母用两面镜子把光射向下界。
亚里斯多德时代认为雷的发生是由于大地上的水蒸 气上升，形成雷雨云，雷雨云遇到冷空气凝缩而变 成雷雨，同时伴随出现强光。
电磁学发展史
吉尔伯特（1544-1603），英国著名 医学家、物理学家
吉尔伯特在物理学中的贡献是开创了电学和 磁学的近代研究
1600年他发表了一部巨著《论磁》，系统地总结和阐 述了他对磁的研究成果。使他在物理学史上留下了不朽 的位置； 书中指出地球本身就是一块大磁石，并且详细地阐述 了罗盘的磁倾角问题。
电磁学发展史
安德烈·玛丽·安培 （1775年—1836年），法国 物理学家，在电磁作用方面的 研究成就卓著，对数学和化学 也有贡献。电流的国际单位安 培即以其姓氏命名。
电磁学发展史
1820年奥斯特发表了关于电流磁效应的报告，这引起 了法国学术界的震动。安培听了奥斯特的实验细节的报 告后，第二天就重复了奥斯特的实验，并且发现了电流 的方向和它的磁场的方向有着一定的规律，可以用右手 来表示它们之间的关系，这就是安培定则或右手螺旋定 则。
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.
电磁学发展史
在东方，中国人民早在公元前2500年前后就已经具有 天然的磁石知识。古人将磁石称为慈石来形容磁石“以 为母也，故能引其子”的功能。
据《吕氏春秋》一书记载，中国在公元前1000年前后 就已经有的指南针，他们在古代就已经用磁针来辨别方 向了。
EM2014-Chapter-0-1-电磁理论发展简史及现代工程应用
安 德 烈 - 玛 丽 · 安 培 （ AndréMarie Ampère ， 1775 年 － 1836 年 ） ， 法 国 化 学 家 ， 在 电磁作用方面的研究成就卓 著，对物理学及数学也有重 要贡献。
1826年，安培从斯托克斯
定理推导得到了著名的安培 环路定律，证明了磁场沿包 围产生其电流的闭合路径的 曲线积分等于其电流密度， 这一定律成为麦克斯韦方程 组的基本方程之一。
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公元前600多年，古希腊米利都（Miletus，现属土耳其）的数学家 和哲学家泰勒斯（Thales，624 BC－546 BC）第一个记载了摩擦 起电现象。公元前800多年，在距离米利都20公里的麦格尼西亚 （Magnesia）发现了磁石吸铁现象。
电的英文 术语“electricity”来自琥 珀的希腊文“elektron”，磁的英文 术语“magnetism”来自发现磁石的 地方麦格尼西亚（Magnesia）。
电电磁磁理理论论的的现现代代工工程程应应用用
天文学
全球卫星定位
电视机
等离子体 推进器
雷达 传感器
光纤通信 手机
电动机 无线通信 医疗
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电磁场与电磁波的应用领域
电磁能与电磁力（电磁能、机械能、热能等） 电磁场与物质相互作用（物理、化学、生物等效应） 无线通信（无线导航、雷达、微波通信、移动通信等） 光通信（光信息传输、光信息处理、光互连等） 信息显示（电光调制、光学薄膜、偏振控制等） 高速/射频/光电集成电路 军事应用（电子对抗、隐身、定向能武器等） ……
国际单位制中电流的单位“安培”以其姓氏命名。
1827 年 ， 欧 姆 发 表 了 他 的 著 作 《 直 流 电 路 的 数 学 研
究》，明确了电路分析中电压、电流和电阻之间的关系， 极大地影响了电流理论和应用的发展，在这本书中首次提 出的电学定律也因此被命名为欧姆定律。
电磁场理论发展简史50页PPT
电磁场理论发展简史
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
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电磁场理论发展史——著名实验和相关科学家纲要：一、定性研究1、吉尔伯特的研究2、富兰克林二、定量研究1、反平方定律的提出2、电流磁效应的发现3、电磁感应定律及楞次定律4、麦克斯韦方程5、电磁波的发现三、小结一、定性研究1、吉尔伯特的研究他发现不仅摩擦过的琥珀有吸引轻小物体的性质，而且一系列其他物体如金刚石、水晶、硫磺、明矾等也有这种性质，他把这种性质称为电性，他是第一个用“电力”、“电吸引”、“磁极”等术语的人。
吉尔伯特把电现象和磁现象进行比较，发现它们具有以下几个截然不同的性质：1.磁性是磁体本身具有的，而电性是需要用摩擦的方法产生；2.磁性有两种——吸引和排斥，而电性仅仅有吸引（吉尔伯特不知道有排斥）；3.磁石只对可以磁化的物质才有力的作用，而带电体可以吸引任何轻小物体；4.磁体之间的作用不受中间的纸片、亚麻布等物体的影响，而带电体之间的作用要受到中间这些物质的影响。
当带电体浸在水中，电力的作用可以消失，而磁体的磁力在水中不会消失；5.磁力是一种定向力，而电力是一种移动力。
2、富兰克林的研究富兰克林（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。
二、定量研究1、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。
他请普利斯特利给予验证。
英国科学家卡文迪许在1772年做了一个电学实验，他用一个金属球壳使之带电，发现电荷全部分布在球壳的外表面，球腔中任何一点都没有电的作用。
法国物理学家库仑（公元1736—1806），起先致力于扭转和摩擦方面的研究。
由于发表了有关扭力的论文，于1781年当选为国家科学院院士。
他从事研究毛发和金属丝的扭转弹性。
1784年法国科学院发出船用罗盘最优结构的悬奖征文，库仑转而研究电力和磁力问题。
1785年库仑自制了一台精巧的扭秤，作了电的斥力实验，建立了著名的库仑定律：两电荷之间的作用力与其距离的平方成反比，和两者所带电量的乘积成正比。
公式：F=k*(q1*q2)/r^22、电流磁效应的发现丹麦物理学家奥斯特（公元1777—1851）首次发现电流磁效应，揭开了电和磁两种现象的内在联系，从此开始了电磁学的真正研究。
1820年4月在一次关于电和磁的讲课快结束时，他抱着试试看的心情做了实验，在一根根细的铂丝导线的下面放一个用玻璃罩罩着的小磁针，用伽伐尼电池将铂丝通电，他发现磁针偏转，这现象虽然未引起听讲人的注意，却使他非常激动！此后奥斯特花了三个月的时间，连续作了六十多个有关实验，终于在1820年7月发表了题为《电的冲突对磁针的作用的一些实验》的论文，向科学界宣布了“电流的磁效应”。
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，人们用他的名字来命名电流强度的单位。
安培在听了阿拉果的介绍以后，第二天重复了奥斯特的实验，并加以发展。
实验进展非常迅速，在短短的二十天内，取得了一系列重大成果，写成三篇论文，在9月18日、9月25日和10月9日的科学院会议上，连续报告了他的重大发现。
安培重复作了电流对磁针作用的实验，从中发现磁针转动的方向与电流方向的关系服从右手定则，后人称它为安培右手定则。
安培在假设了两个电流元之间的相互作用力沿着它们的连线和上述四个实验的基础上，总结出了两个电流元之间的作用力正比于它们的长度和电流强度，而与它们之间距离的平方成反比的公式，即提出了著名的安培定律。
他进一步去寻找电磁现象的本质原因，在1821年1月，提出了著名的分子电流假说，认为每个分子的圆形电流形成一个小磁体，当它们在外磁场的作用下呈规则排列时，就使物体呈现出宏观磁性。
3、电磁感应定律及楞次定律英国实验物理学家法拉第（公元1791－1867），出生于伦敦附近的一个铁匠家庭，因为家庭贫穷，小学没有毕业就到伦敦一家书店当装订书的学徒，利用书店的有利条件，争取空余时间努力学习，他从阅读科学书籍中获得了丰富的知识，尤其是《大英百科全书》和《化学漫谈》这两本书使他收益不浅。
1820年奥斯特实验对法拉第影响很大，从此他开始了电磁方面的研究，他工作了四十年，在电磁学方面的实验研究成果，全部汇总在他的巨著《电学的实验研究》中，此书共三十篇分为三卷分别于1839、1844、1855年出版，此外，法拉第还写了极为详细的日记共8册，其中如实地记录了他的研究设想、计划、成果和实验经过，记录了他的成功经验和失败的教训。
由于法拉第在研究工作上的成就，于1821年被推选为皇家学院实验室主任；1824年被选为皇家学会的会员；1825年任皇家研究院院长；1846年荣获伦福德奖章和皇家勋章。
人们为了纪念他，以他的名字命名了电容的单位。
十九世纪初，欧洲哲学家提出“自然力”之统一的思想。
这种思想对法拉第影响很深，使法拉第形成了对物理力的统一性、不可破灭性和可转移性的观念。
从1831年发现电磁感应现象到1851年确立电磁感应定律，历经20年。
德国物理学家楞茨（公元1804—1865）要在获悉法拉第的发现之后，重作了许多实验，于1832年发现感应电动势与线圈的直经，绕组导线的直径和材料都没关系。
1833年提出了确定感生电流方向的法则，即“楞茨定律”。
这个定律是电磁感应符合能量转换和守恒定律的具体表现。
楞次定律的发现法拉第不相信超距作用的观点，为了对电、磁现象作出正确的解释，他提出了场的概念和力线的图象。
他用电力线和磁力线来形象地表示电场和磁场的物理图象。
力线上任一点的切线方向就是场强的方向，力线密的地方，场强就强；力线疏的地方，场强就弱。
场源不变时，力线图也不变，场源变化时。
力线也发生变化。
4、麦克斯韦方程英国理论物理学家麦克斯韦（公元1831—1879），1831年11月13日生于苏格兰的爱丁堡。
他的父亲是一个知识渊博的律师，使麦克斯韦从小受到良好的教育，在中学学习期间，麦克斯韦在数学和诗歌两门课程的成绩特优秀。
14岁时就在爱丁堡皇家学会会刊上发表了一篇关于二次曲线作图问题的论文。
第一次显露出他出众的才华，1847年麦克斯韦进入爱丁堡大学学习数学和物理、1850年转入剑桥大学，成为著名数学家霍普金斯的研究生。
麦克斯韦虽然只活了49岁，但他却写了许多篇论文，在物理学方面有：弹性物体的平衡、固体转动定律、土星环的稳定性、颜色视觉、气体分子速率分布等方面的成果，他的主要贡献是电磁场理论和光的电磁学说。
人们为了纪念他，把磁通量的单位命名为“麦克斯韦”。
麦克斯韦为了对电磁现象能够进行定量的计算，把已经发现的库仑定律、安培定律……高斯定理、环路定理等，用二十个变量列出二十个方程，成为电磁场的一般方程组。
现在把电磁场的基本规律只归纳为四个方程，即麦克斯韦方程组的微分形式。
1．麦克斯韦方程组的微分形式流密度．2．麦克斯韦方程组的积分形式三个描述介质性质的方程式．对于各向同性介质来说，有：=εr ε=μr μ=σ式中εr ，μr和σ分别是介质的相对介电常数相对磁导率和电导率．麦克斯韦断定光是一种短波长的电磁波。
他在论文中写道：“这一速度与光速如此接近，看来我们有充分的理由断定，光本身（包括热辐射和其他形式的辐射）是以波动形式在电磁场中按电磁波规律传播的一种电磁振动。
”这就是麦克斯韦所创立的光的电磁波学说。
这样，他把原来互相独立的电学、磁学和光学三个物理部门结合起来，成为十九世纪中叶物理学上实现的一次大综合。
5、电磁波的发现赫兹（公元1857—1894）是柏林大学物理学教授亥姆霍兹的学生，他在老师的影响下，认真钻研了各种电磁学理论，深为麦克斯韦理论所吸引，决心用实验来证实电磁场理论。
1885年赫兹用一种现在叫做感应圈的仪器进行实验．感应圈有初级和次级两个线圈，彼此绝缘，如果给初级线圈输入一个脉冲电流，次级线圈便有电火花发生．赫兹想到这可能是电磁共振过程．并且断定，次级线圈中的电火花，是因为初级线圈发生电磁振荡，次级线圈受到感应的结果．从1886年10月25日起赫兹集中力量对“电火花实验”进行一系列的研究．他设计了如图所示的一种电磁波发生器（直线型开放振荡器），这种振荡器是在两根长12英寸的铜棒上各焊一个磨光的黄铜球，另一端各安一块边长16英寸的正方形锌块，两根铜棒放在同一直线上，两球之间留一空隙，将它们连到感应圈的次级线圈两端．当充电到一定程度间隙被火花击穿，两段金属杆连成一条导电通路，这时它相当于一个振荡偶极子，在其中激起高频的振荡（在赫兹实验中振荡频率约为108—109周）．感应圈以每秒10—102周的频率一次一次地使火花间隙充电．但是由于能量不断辐射出去而损失，每次放电后引起的高频振荡衰减很快．因此所产生的是一种间歇性的阻尼振荡（如图2）．赫兹把这装置称为“振荡偶极子”．为了探测由振荡偶极子（电磁波发生器）发射出来的电磁波，赫兹还将一根粗铜导线弯成一圆环形，在环的开口端各焊上一黄铜球，两球间的距离还可以利用螺旋作微小调节，这种装置他称为“共振偶极子”，作为检波器，如果麦克斯韦电磁场理论是正确的，那么振荡偶极子产生的交变电磁场就会在空间产生新的电磁场，也就是在空间出现电磁波，在离此振荡偶极子一定距离的地方用共振偶极子检测到这种变化的电磁场，不就证明了电磁波的存在吗？赫兹沿着这条思路继续实验下去．他把这个检波器放到离电磁波发生器附近，按赫兹猜想，当电磁波发生器通电后，检波器铜丝圈两端的铜球上会因共振而产生电火花。
但是实验进行得很不顺利．由于他开始用的电波的波长太长，而且在室内进行，虽竭尽全力想消除室内不利的影响，但仍毫无结果．有一段时间，他甚至误入歧途，得出了与麦克斯韦理论相矛盾的结论．无数次失败并没有动摇赫兹的信心．他几乎是整日整夜地沉浸在实验之中．这期间他的艰苦可以从他写的一封信中看出：“无论从时间上还是从性质上，我都象一个工人在工厂里那样工作，我上千次地重复每一个单调的动作，一个挨一个地钻孔、弯扁铁，接下来还要把它们涂上漆……”1887年的一天，赫兹给振荡偶极子输入高压脉冲电流，象往常一样，在暗室中凝视共振偶极子铜环两个小铜球之间微小的空隙．突然，空隙中迸发出一个微弱的火花．他的助手高兴地喊出来：“有了，有火花了！”赫兹把铜环移到与发生器相距一定距离并适当地选择其方位时，他们看到电火花在两个铜球之间不断地跳跃．这样，赫兹在实验中初次观察到电磁振荡在空间传播．1887年11月5日他将这一成果总结成论文《论在绝缘体中电过程引起的感应现象》，寄给了亥姆霍兹，论文中用实验证明了麦克斯韦的电磁场理论。