电磁学发展史简述
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。
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。
电磁学发展历程
电磁学发展历程电磁学的发展可以追溯到古代,但真正成为一门独立的学科是在近代科学的发展过程中。
以下是电磁学发展的一些重要阶段:1. 静电学的起源:古希腊哲学家如撒福特斯和蒂尔斯发现了一些有关静电现象的基本原理。
然而,这还只是对静电现象的观察,缺乏科学的解释。
2. 静电学的原理:17世纪,伊拉斯谟·鲍尔首次提出了电荷现象的量化概念,并给出了库仑定律,描述了电荷之间的相互作用。
这标志着静电学开始演化成为一个科学领域。
3. 磁学的发展:17世纪,吉尔伯特首次系统地研究了磁铁的性质,并发现了磁体可以产生磁场并相互作用。
此后,一系列的磁学实验和磁学理论的提出使得对磁场的研究逐渐深入。
4. 电磁感应:19世纪初,奥斯特里·菲伊尔斯特和迈克尔·法拉第分别独立地发现了电流会产生磁场,并由此提出了电磁感应定律。
这一研究奠定了电磁学与电磁感应的基础。
5. 麦克斯韦方程组的提出:19世纪中叶,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦通过研究静电学、磁学和电磁感应等现象,提出了麦克斯韦方程组。
这个方程组综合了电场和磁场之间的相互关系,为电磁学奠定了理论基础。
6. 电磁波的发现:麦克斯韦方程组预测存在电磁波的存在,意味着电磁波可以在空间中传播。
1886年,海因里希·赫兹首次实验证实了电磁波的存在,以及它们的传播性质,从而证实了麦克斯韦方程组的正确性。
7. 电磁学的理论完善:20世纪,量子力学和相对论的发展促进了电磁学的理论完善。
量子力学描述了电磁辐射的微观行为,而相对论描述了电磁场与质量之间的相互作用。
8. 应用于工程和技术领域:在电磁学理论的基础上,人们逐渐将电磁学应用到工程和技术领域。
电磁学的应用包括电力输送系统、通信技术、雷达和医学成像等领域。
总结起来,电磁学的发展经历了从静电学到电磁学的演化,从电荷与磁铁的相互作用到电磁感应和电磁波的研究。
通过对电磁场的理论和实验研究,电磁学为现代科学的发展提供了重要的基础。
电磁学发展简史
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。
图2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。
电磁物理学发展史笔记整理
电磁物理学发展史笔记整理电磁学是自然科学的一个重要分支,研究电荷和电磁场的相互作用。
电磁学的发展历史可以追溯到古希腊时期,然而真正系统地进行电磁物理学研究的工作是在17世纪以后。
以下是电磁物理学发展史的整理。
一、古代电磁学的萌芽古希腊时期,一些学者已经开始研究静电现象,例如古希腊哲学家西庇阿斯(Thales)认为琥珀能够吸引小物体。
另一位古希腊哲学家泰勒斯(Thales)也研究了琥珀吸引物体的现象。
而在中国古代,也有一些学者研究了磁性现象,例如《韩非子》就有对磁性现象的描述。
二、库仑定律的建立18世纪,英国科学家库仑(Coulomb)进行了一系列静电实验,最终建立了静电力的定律,即库仑定律。
他的工作为电磁学的发展奠定了基础,也为后来电磁理论的发展作出了重要贡献。
库仑定律揭示了电荷之间的相互作用规律,为后来的电磁理论研究提供了理论基础。
三、安培定律和磁场的发现与此安培(Ampère)也进行了大量的磁学实验,并根据实验结果提出了安培定律,揭示了电流产生的磁场。
他的工作为电磁场的研究提供了重要线索,并为后来电磁理论的发展做出了重要贡献。
四、麦克斯韦方程的建立19世纪中叶,麦克斯韦(Maxwell)在安培定律与库仑定律的基础上,综合电场和磁场的相互作用规律,建立了麦克斯韦方程组。
麦克斯韦方程将电磁学的基本定律系统地统一了起来,揭示了电磁波的存在,并预言了光是一种电磁波。
这一理论在当时引起了巨大轰动,成为了电磁学理论的重要里程碑。
五、电磁学的应用和衍生20世纪电磁学在许多领域得到了广泛应用与发展。
其中包括电磁场理论、电磁波理论、电磁感应现象与发电机原理、电磁波传播理论等等。
电磁学的应用不仅贯穿于电子技术、通讯技术、电力系统等领域,更深刻地改变了人们的生活与工作方式。
通过以上整理,我们可以看到电磁学的发展历程,从古代的萌芽时期,到库仑和安培的研究,再到麦克斯韦方程的建立,电磁学在理论和应用上都得到了不断地丰富与发展。
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).
电磁学发展历程
电磁学发展历程电磁学是研究电场和磁场现象以及它们相互作用的物理学科,其发展历程可以追溯到古代。
以下是电磁学发展的重要里程碑。
古代希腊时期,一些学者发现当琥珀摩擦后能够吸引轻物体。
这一现象被认为是电磁学的起源,被称为静电现象。
16世纪末,英国物理学家吉尔伯特首次系统地研究了磁铁性质,并引入了“电”这个词。
他还发现了地球本身具有磁性,这为后来的航海提供了重要的帮助。
18世纪,法国物理学家居里发现了电流通过一条导线时,会在导线周围产生一个环状的磁场。
这一发现打开了电磁学的新篇章。
19世纪初,丹麦物理学家奥斯特和法国物理学家安培独立发现了法拉第电磁感应现象。
他们发现当一个导体在磁场中移动时,会在导体两端产生电流。
这一现象被称为电磁感应,成为后来电动机和发电机的基础。
1831年,法拉第进一步研究了电磁感应现象,并提出了著名的法拉第电磁感应定律。
根据该定律,导体中的感应电动势与磁场的变化率成正比。
1833年,英国物理学家Фарадей发现在导体中的感应电流产生磁场。
他提出了法拉第电磁旋涡理论,认为磁场线是由电流形成的闭合回路。
19世纪中叶,英国物理学家麦克斯韦提出了电磁场理论,将电场和磁场统一起来。
他发现电磁波是一种通过空间传播的电磁辐射。
这一理论奠定了电磁学的基础,并对后来的无线电通信产生了重大影响。
20世纪初,德国物理学家浦里和卢瑟福发现了电子,并提出了电子运动的动力学方程。
这为电子在电场和磁场中的行为提供了理论基础,对电磁学的发展起到了重要作用。
20世纪后半叶,人们进一步研究电磁场的量子性质,发展了量子电动力学。
这一理论成功解释了电磁相互作用的微观机制,并为现代粒子物理学做出了重要贡献。
近年来,电磁学的应用也得到了广泛发展。
无线电通信、雷达、卫星导航和医疗成像等技术都是基于电磁学原理的。
此外,磁共振成像技术的发展也为医学诊断提供了重要工具。
总的来说,电磁学的发展经历了数百年的演变,从古代的静电现象到现代的量子电动力学,电磁学的理论框架不断完善,应用领域也不断拓展。
电磁学的发展
• 1735年,一份刊物上记载了雷电使刀、钢针磁化
的现象。 • 1751年,富兰克林也发现了用莱顿瓶放电的方法 可以使钢针磁化或退磁。
3.5 电流的磁效应
1820年 丹麦物理学家奥斯特(1777~1851) 发现电流的磁效应。 电磁学进入到一个迅速发展的时期。
3.1 历史概述
• 从摩擦起电和磁石引铁开始
–前6、7 世纪:发现磁石吸铁、磁石指南、摩擦生电。
–1600年:英国人吉尔伯特出版《磁石》,认为电和磁 是截然无关的现象。 –1660年:格里凯发明摩擦起电机 –1745年:发明莱顿瓶。
3.1 历史概述
• 1750年:米切尔提出磁极之间的作用力服从平方 反比定律。
方成反比的规律。
• 库仑定律的建立,使电磁学进入了定量研究。
3.3 库仑定律的发现
3.4 动物电的研究和伏打电堆的发明
• 发现电流的第一人:1791年,伽伐尼(意) 在青蛙身上发现“动物电”-电流。 • 电流的发现,把电学的研究工作从静电推 进到动电的领域。
3.4 动物电的研究和伏打电堆的 发明 电池的发明:意大利物理学家伏打( A. Volta, 1745-1827)
管而创生,而只是从摩擦者转移到了玻璃管,摩擦者 失去的电与玻璃管获得的电严格相同”——电荷守恒 原理。
3.3 库仑定律的发现
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。
电磁学发展简史
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。
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1820,奥斯特(丹麦)的电流磁现象
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乔治.西蒙.欧姆 把奥斯特关于电流磁效应的发现 和库仑扭秤结合起来,巧妙地设 计了一个电流扭秤
实验中他用粗细相同、长度不同 的八根铜导线进行了测量,得出 了欧姆定律。这个结果发表于 1826年,次年他又出版了《关于 电路的数学研究》,给出了欧姆 定律的理论推导。
部分电路欧姆定律 I=U/R
全电路欧姆定律 I=U/(R+r)
安德烈·玛丽·安培(AndréMarie Ampère,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。
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1865年他预言了电磁波的存在,电磁波只可能是横波, 并计算了电磁波的传播速度等于光速,同时得出结论: 光是电磁波的一种形式,揭示了光现象和电磁现象之 间的联系。
电磁学发展简史
•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。
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。
13、14世纪,罗盘在航海中得到了应用。这 种罗盘在1492年哥伦布发现美洲新大陆以及 1519年麦哲伦发现环绕地球一周的航线时发 挥了重要的作用。
富兰克林的工作,揭开了雷电的奥秘,统一了“天 电”和“地电”,震惊了科学界;富兰克林还将其发 现转化为应用——避雷针诞生了。
从定性到定量——库仑定律的发现
(1) 库仑生平(1736-1806)
法国人。1779年因研究磁石问题获奖 励,1781年因关于摩擦的研究获法国 科学院奖励,同年因论述扭力的论文 被选为法国科学院院士。
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。
“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?
一、磁与静电
古希腊哲学家泰勒斯
公元前600年前后,泰勒斯看在到当时 的希腊人通过摩擦琥珀吸引羽毛,用磁 铁矿石吸引铁片的现象,曾对其原因 进行过一番思考。据说他的解释是: “万物皆有灵。磁吸铁,故磁有灵。” 这里所说的“磁”就是磁铁矿石。
希腊人把琥珀叫做“elektron”(与英文“电”同音), 他们认为琥珀吸引羽毛是神灵或者魔力的作用。
和单摆类比:由于地球对物体的作用力反比于两 者之间距离的平方,所以地面上的单摆的摆动周期 正比于摆锤离地心的距离,若电荷间的引力也遵循 距离平方的反比关系,则由带电体间引力产生的物 体的摆动,其摆动周期T必定也正比于两带电体之 间的距离r,从而设计电摆实验。
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。
电磁学发展历史概述
电磁学发展历史概述电磁学是一门深奥的学科,追溯至18世纪后期,受理查德米勒等前辈的影响,令我们对它的了解有了一定的进步。
同时,电磁学也受到康拉德卢斯、爱德华库尔特、亚伦柯伊伯和弗雷德里克阿特金森等一系列科学家、发明家以及创新者的影响。
下面,我们将从电磁学发展史的几个关键时期开始,讨论一下电磁学的历史发展。
第一个关键时期是十九世纪。
在这个时期,理查德米勒首先发现了电磁现象,他发现在不同电磁场的作用下,金属箔会发生变形,从而演化出一种新的力学模型。
随后,康拉德卢斯提出了他的能量守恒定律以及电磁运动定律,即电磁学的重要概念,这两个定律为研究电磁学提供了重要的科学基础。
第二个关键时期是20世纪初。
1900年,爱德华库尔特在他的“普朗克统计”中建立了电磁学的基本理论,也就是我们今天所说的量子现象。
1905年,亚伦柯伊伯发现了电子的粒子性质,改变了电磁学的理解方式。
1920年,柯伊伯提出了激光的概念,此后就发展出了激光科学。
第三个关键时期是20世纪50年代。
在这个时期,弗雷德里克阿特金森提出了量子力学。
这是一种新的物理理论,它融合了物理学和电磁学的原理,使得人们能够更好地理解电磁学运动定律。
同时,20世纪50年代也出现了电子计算机,为电磁学的研究提供了数学模型。
最后,到20世纪70年代,电磁学的发展进入了一个新的时期。
除了前述的科学家和发明家的影响外,新兴的电子通信技术和微波技术也为电磁学的发展做出了贡献。
随着这些技术的发展,电磁学也陆续产生了更多新的科学理论和实验证据。
综上所述,从十九世纪开始,电磁学已经经历了一段辉煌的历史,受到了一大批科学家、发明家和创新者的影响,他们的努力推动了电磁学的发展。
由此可见,电磁学虽然是一门深奥的学科,但是它的历史发展也是十分重要的。
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。
电磁学的发展历程简述
电磁学的发展历程简述
电磁学是研究电磁现象的学科,它的发展历程可以追溯到古希腊时期。
然而,真正意义上的电磁学发展始于 19 世纪。
在 19 世纪初期,物理学家法拉第发现了电磁感应定律。
这一发现奠定了电磁学的基础,为电磁学的发展开辟了新的道路。
随后,物理学家欧姆发现了欧姆定律,这一定律是电流通过导体时电阻值与电压成正比的定律。
欧姆定律的发现为电磁学的应用提供了重要的基础。
在 19 世纪中期,丹麦物理学家奥斯特发现了电流磁效应,即电流能够在导体周围产生磁场。
这一发现为电磁学的应用提供了新的思路。
在 19 世纪晚期,物理学家麦克斯韦提出了电磁场理论。
这一理论描述了电磁场的运动和相互作用,为电磁学的研究提供了重要的理论支持。
20 世纪初期,物理学家发明了电动机和发电机,这一发明开创了电磁学的新时代。
随着科学技术的不断发展,电磁学在各个领域中的应用也越来越广泛。
今天,电磁学已经成为了一个非常重要的学科,它对人类的生产和生活产生了深远的影响。
电磁学简史
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)
电磁学历史简介
电磁学是研究电和磁之间相互作用及其规律的物理学分支。
它的历史可以追溯到古希腊哲学家泰勒斯对静电现象的观察,但真正的突破性发展始于18世纪。
18世纪,人们对电和磁有了初步的认识。
例如,英国科学家斯蒂芬·格雷在1729年发现了导电物质,而美国政治家兼科学家本杰明·富兰克林则在1752年通过风筝实验证明了闪电是一种电现象。
然而,这些研究大多是孤立的,没有形成一个完整的理论体系。
19世纪初,丹麦物理学家汉斯·奥斯特发现了电流的磁效应,这一发现为电磁学的发展奠定了基础。
随后,英国物理学家迈克尔·法拉第在1831年提出了电磁感应定律,即法拉第电磁感应定律,这一定律描述了磁场变化时会在导体中产生电动势。
法拉第的研究为电磁学的发展打开了新的篇章。
1864年,英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在前人的基础上,建立了完整的电磁场理论,即麦克斯韦方程组。
这一方程组描述了电场和磁场之间的相互关系,以及它们如何产生和传播电磁波。
麦克斯韦的理论预言了电磁波的存在,并预测了光的电磁本质。
这一预言在1888年被德国物理学家赫兹通过实验证实,从而开启了电磁波的应用时代。
随着电磁学理论的不断发展,人们对电和磁的认识越来越深入。
电磁学不仅为电力、电信、广播电视、雷达、无线电导航、遥控遥测、电子学、计算机技术、自动化技术等现代科技领域提供了理论基础,还在医学、生物学、地质学等其他领域发挥着重要作用。
例如,医学中的核磁共振成像技术就利用了电磁学原理。
总之,电磁学的发展历程充满了科学家们的智慧和创新精神。
从古希腊的初步认识到现代科技的高度发展,电磁学一直在推动着人类文明的进步。
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电磁学发展史简述————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:2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。
3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。
4有关电的记载可追溯到公元前6世纪。
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,后来又有人发现摩擦过的煤玉也具有吸引轻小物体的能力。
在以后的2000年中,这些现象被看成与磁石吸铁一样,属于物质具有的性质,此外没有什么其他重大的发现。
在中国,西汉末年已有“碡瑁(玳瑁)吸偌(细小物体之意)”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“今人梳头,解著衣时,有随梳解结有光者,亦有咤声”。
1600年,英国物理学家吉伯发现,不仅琥珀和煤玉摩擦后能吸引轻小物体,而且相当多的物质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具备磁石那种指南北的性质。
为了表明与磁性的不同,他采用琥珀的希腊字母拼音把这种性质称为“电的”。
吉伯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,当与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5手掌摩擦转动球体,使之获得电。
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。
18世纪电的研究迅速发展起来。
1729年,英国的格雷在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迪费的注意。
1733年迪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的结论。
他把玻璃上产生的电叫做“玻璃的”,琥珀上产生的电与树脂产生的相同,叫做“树脂的”。
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。
1745年,荷兰莱顿的穆申布鲁克发明了能保存电的莱顿瓶。
莱顿瓶的发明为电的进一步研究提供了条件,它对于电知识的传播起到了重要的作用。
差不多同时,美国的富兰克林做了许多有意义的工作,使得人们对电的认识更加丰富。
1747年他根据实验提出: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;电跟流体一样,摩擦的作用可以使它从一物体转移到另一物体,但不能创造;任何孤立物体的电总量是不变的,这6就是通常所说的电荷守恒定律。
他把摩擦时物体获得的电的多余部分叫做带正电,物体失去电而不足的部分叫做带负电。
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,他还观察到导体的尖端更易于放电等。
早在1749年,他就注意到雷闪与放电有许多相同之处,1752年他通过在雷雨天气将风筝放入云层,来进行雷击实验,证明了雷闪就是放电现象。
在这个实验中最幸运的是富兰克林居然没有被电死,因为这是一个危险的实验,后来有人重复这种实验时遭电击身亡。
富兰克林还建议用避雷针来防护建筑物免遭雷击,1745年首先由狄维斯实现,这大概是电的第一个实际应用。
18世纪后期开始了电荷相互作用的定量研究。
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。
1769年,鲁宾孙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二次方成反比。
1773年,卡文迪什推算出电力与距离的二次方成反比,他的这一实验是近代精确验证电力定律的雏形。
1785年,库仑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二次方成反7比,与它们的电量乘积成正比。
库仑的实验得到了世界的公认,从此电学的研究开始进入科学行列。
1811年泊松把早先力学中拉普拉斯在万有引力定律基础上发展起来的势论用于静电,发展了静电学的解析理论。
18世纪后期电学的另一个重要的发展是意大利物理学家伏打发明了电池,在这之前,电学实验只能用摩擦起电机的莱顿瓶进行,而它们只能提供短暂的电流。
1780年,意大利的解剖学家伽伐尼偶然观察到与金属相接触的蛙腿发生抽动。
他进一步的实验发现,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。
1792年,伏打对此进行了仔细研究之后,认为蛙腿的抽动是一种对电流的灵敏反应。
电流是两种不同金属插在一定的溶液内并构成回路时产生的,而肌肉提供了这种溶液。
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。
此后,各种化学电源蓬勃发展起来。
1822年塞贝克进一步发现,将铜线和一根别种金属(铋)线连成回路,并维持两个接头的不同温度,也可获得微弱而持续的电流,这就是热电效应。
8化学电源发明后,很快发现利用它可以作出许多不寻常的事情。
1800年卡莱尔和尼科尔森用低压电流分解水;同年里特成功地从水的电解中搜集了两种气体,并从硫酸铜溶液中电解出金属铜;1807年,戴维利用庞大的电池组先后电解得到钾、钠、钙、镁等金属;1811年他用2000个电池组成的电池组制成了碳极电弧;从19世纪50年代起它成为灯塔、剧院等场所使用的强烈光电源,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。
虽然早在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。
与这种传统观念相反,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。
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,如安培关于载流螺线管与磁铁等效性的9实验;阿喇戈关于钢和铁在电流作用下的磁化现象;毕奥和萨伐尔关于长直载流导线对磁极作用力的实验;此外安培还进一步做了一系列电流相互作用的精巧实验。
由这些实验分析得到的电流元之间相互作用力的规律,是认识电流产生磁场以及磁场对电流作用的基础。
电流磁效应的发现打开了电应用的新领域。
1825年斯特金发明电磁铁,为电的广泛应用创造了条件。
1833年高斯和韦伯制造了第一台简陋的单线电报;1837年惠斯通和莫尔斯分别独立发明了电报机,莫尔斯还发明了一套电码,利用他所制造的电报机可通过在移动的纸条上打上点和划来传递信息。
1855年汤姆孙(即开尔文)解决了水下电缆信号输送速度慢的问题,1866年按照汤姆孙设计的大西洋电缆铺设成功。
1854年,法国电报家布尔瑟提出用电来传送声音的设想,但未变成现实;后来,赖斯于1861年实验成功,但未引起重视。
1861年贝尔发明了电话,作为收话机,它仍用于现代,而其发话机则被爱迪生的发明的碳发话机以及休士的发明的传声器所改进。
电流磁效应发现不久,几种不同类型的检流计设计制成,为欧姆发现电路定律提供了条件。
1826年,受到傅里叶10关于固体中热传导理论的启发,欧姆认为电的传导和热的传导很相似,电源的作用好像热传导中的温差一样。
为了确定电路定律,开始他用伏打电堆作电源进行实验,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动势做实验,得到电路中的电流强度与他所谓的电源的“验电力”成正比,比例系数为电路的电阻。
由于当时的能量守恒定律尚未确立,验电力的概念是含混的,直到1848年基尔霍夫从能量的角度考查,才橙清了电位差、电动势、电场强度等概念,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从事电磁现象的实验研究,对电磁学的发展作出极重要的贡献,其中最重要的贡献是1831年发现电磁感应现象。
紧接着他做了许多实验确定电磁感应的规律,他发现当闭合线圈中的磁通量发生变化时,线圈中就产生感应电动势,感应电动势的大小取决于磁通量随时间的变化率。
后来,楞次于1834年给出感应电流方向的描述,而诺埃曼概括了他们的结果给出感应电动势的数学公式。
法拉第在电磁感应的基础上制出了第一台发电机。
此外,他把电现象和其他现象联系起来广泛进行研究,在1833年成功地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,并解释了物质的顺磁性和抗磁性,他还详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开创了崭新的前景。