电磁学的发展
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
电磁学的发展
电磁学的发展第六章电磁学的发展（2）§6.电磁感应现象的发现与研究一法拉第（1791-1867）英国物理学家。
他是一个穷铁匠的儿子，兄妹10人。
小学没毕业就失学，当了装订工。
但失学不失志，经常阅读书报。
1812年法拉第来到伦敦皇家学院，自荐当了戴维助手。
1821年受任为皇家研究所试验室主任。
1821年，法拉第开始电磁学的研究，总共工作四十年。
1924年，当选为英国皇家学会会员；1925年任皇家学院实验室主任。
法拉第一生发明极多，他发现了电磁感应现象，建立了电磁感应定律；发明了第一台电动机和发电机；发现了电流的化学作用的规律，即法拉第电解定律；提出了电场和磁场等重要概念；1845年，他发现了抗磁性；他的巨著《电学的实验研究》中有三千多个条目，详细记录了他作过的实验。
法拉第一生热衷科学事业，不好功名利禄，谢绝了封爵和许多奖赏。
二法拉第发现电磁感应1820年，电磁热席卷欧洲，研究结果大量发表，众说纷纭，真伪难辩。
1821年，英国哲学学报（Annal of Philosophy）杂志编辑约法拉第写一篇关于电磁问题的评述，这件事导致法拉第开始了电磁学方面的研究。
法拉第在整理文献时，为了判断各种学说的真伪，亲自作了许多实验，其中包括奥斯特和安培的实验。
当时英国的皇家学会会长沃拉斯顿在获知奥斯特的发现之后，提出了“电磁转动”的思想，认为通电螺线管会使附近的导线绕他的轴转动，但他的实验没有成功。
法拉第在得知这一实验后，想起了奥斯特得“电冲突”是在载流导线周围呈圆形分布的，于是于1821年9月他设计了如下所示的电磁旋转实验：1．电磁旋转实验当接通电源时，发现左侧的容器里，磁铁棒绕着固定导线缓慢的作圆周运动；而右侧则是另一种情景：导线绕固定磁棒在转动。
实际上，着就是最早的旋转电动机的雏型。
1822年，英国物理学家巴罗（P.Barlow)运用相同的原理，制成了著名的“巴罗轮”：架在水平轴上的一个铅直的活动铜盘，下方侵入一个水银槽里，上方夹在一块马蹄形磁铁中间，当通过轴心和水银槽供给电流的时候，铜盘就转动起来。
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。
电磁学的发展趋势
电磁学的发展趋势电磁学是物理学的重要分支之一，研究电荷和电流所产生的电场和磁场以及它们之间的相互作用。
随着科学技术的不断发展，电磁学也在不断演进和进步。
本文将从多个方面探讨电磁学的发展趋势。
一、电磁波的应用日益广泛电磁波是电场和磁场以波动形式传播的能量。
它具有诸多优点，如传播速度快、穿透力强等，因此广泛应用于通信、雷达、无线电、卫星导航等领域。
随着无线通信技术的飞速发展，电磁波的应用也越来越广泛。
未来，随着5G技术的普及和物联网的发展，电磁波的应用将进一步扩展。
二、电磁场的仿真与优化技术的不断发展电磁场的仿真与优化技术在电磁学中起着重要作用。
通过数值方法，如有限元分析和有限差分法，可以对电磁场进行模拟和优化设计。
这些技术的不断发展使得我们能够更好地理解电磁场的行为，并在实际应用中进行优化设计。
未来，随着计算机计算能力的提升，电磁场的仿真与优化技术将得到进一步发展。
三、纳米电磁学的兴起纳米电磁学是电磁学的一个新兴领域，研究尺寸在纳米级别的电磁现象和纳米结构的电磁特性。
随着纳米科技的快速发展，纳米电磁学在光电子器件、纳米材料等领域具有广阔的应用前景。
未来，纳米电磁学将成为电磁学的一个重要研究方向。
四、电磁学与量子力学的结合电磁学和量子力学是两大重要的物理学分支，它们相互关联、相互作用。
近年来，电磁学与量子力学的结合成为一个热门的研究领域。
量子电动力学（QED）是电磁学与量子力学结合的一个成功范例，它描述了电磁场与电荷的相互作用。
未来，电磁学和量子力学的结合将在更深层次上揭示电磁现象的本质。
五、电磁学在能源领域的应用电磁学在能源领域具有广泛应用。
电力系统是电磁学的一个重要应用领域，它涉及电场、磁场和电流的相互作用。
随着清洁能源的发展，如太阳能、风能等，电磁学在能源转换和存储方面的研究也日益重要。
未来，电磁学将在能源领域发挥更大的作用。
六、电磁学与生物医学的结合电磁学在生物医学领域的应用也越来越广泛。
例如，磁共振成像（MRI）利用电磁场与人体组织的相互作用原理，成为医学影像学中的重要技术。
电磁学的发展
1
发现电磁感应
1831年8月29日, 实验取得突破性进展
1831.10.28 第一台最原始的直流发电机
1831年11月24日, 法拉第向英国皇家学会做总结报告: 产生感应电流的情况分5类: 变化中的电流;变化中的磁场;运动的稳恒电流;运动 中的磁铁;运动中的导线
2 提出磁力线
一生最大的发现，是发现了法拉第。 ——戴维 我们把法拉第首先看作是科学家中最有成效最高尚的 典型。 ——麦克斯韦 铁匠的儿子法拉第，在青年时代的早期，作过装订工 人的学徒，临死时是所有科学学会的会员，是那时物 理学家公认的领袖。 ——斯托列托夫
盖里克
1663年，发明摩擦起电机。
硫磺球
（Otto von Guericke） 德国人（1602-1686）
格雷（英） 杜非（法）
1720年，发现导体与绝缘体的区别，发现导体的 静电感应现象 1733年，区分出两种电荷，称为松脂电和玻璃电， 发现同性相斥，异性相吸
冯克莱斯特(德)
于1745，1746几乎同时发明 马森布洛克（荷兰） 莱顿瓶
电磁学的发展史
第一节 电磁现象的早期认识
古代
西周(公元前1100-公元前771)青铜铭文就记载有“电” 字和“雷”字。 先秦:“阴阳相薄，感而为雷，激而为霆。霆，电也。” 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 公元前3世纪,古书<韩非子>就记载有司南
大约公元前6世纪,希腊人泰勒斯记述了磁石吸铁和摩 擦后的琥珀吸引轻小物体的现象 electricity 此词的起源即来自希腊文的“琥珀”
1856年在苏格兰阿伯丁的马里沙耳任自然哲学教授。1860年到伦敦国王学院 任自然哲学和天文学教授。1861年选为伦敦皇家学会会员。1865年春辞去教 职回到家乡系统地总结他的关于电磁学的研究成果，完成了电磁场理论的经 典巨著《论电和磁》。1871年受聘为剑桥大学新设立的卡文迪什试验物理学 教授，负责筹建著名的卡文迪什实验室，1874年建成后担任这个实验室的第 一任主任，直到1879年11月5日在剑桥逝世。
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。
第1章 电磁学发展史
dx dy dz Ax Ay Az
图 1-1 矢量场的矢量线
例1-1 求数量场φ =(x+y)2-z通过点M(1, 0, 1)的
等值面方程。
的矢量线方程。 例1-2 求矢量场 A -ye x xe y
1.2 标量场的方向导数和梯度
1.2.1
图 1-2 方向导数的定义
er e e
A Ar er A e A e
第一章
1.1
1.2 1.3
矢量分析
场的概念
标量场的方向导数和梯度 矢量场的通量和散度
1.4
1.5 亥姆霍兹定理
1.1 场的概念
1.1.1 矢性函数
在二维空间或三维空间内的任一点 P， 它是 一个既存在大小(或称为模)又有方向特性的量， 故称为实数矢量，用黑体A表示，而白体A表示 A 的大小(即A 的模)。若在平时书写时，一般将矢 量写成 A形式。矢量一旦被赋予物理单位，便成 为具有物理意义的矢量。
电磁场理论
主要参考书目：
1．王家礼等主编《电磁场与电磁波》，西 安电子科技大学出版社。 2．谢处方主编《电磁场与电磁波》，高等 教育出版社。 3．冯慈璋主编《工程电磁场导论》，高等 教育出版社。
理论课学时（50学时）
1.矢量分析 2.静电场 3.恒定电流的电场和磁场 4.时变电磁场 5.平面电磁波 实验课学时 2学时 8 12 14 8 8 学时 学时 学时 学时 学时
电磁波的应用
• 60年代以后，卫星通讯使无线电通信进 入了一个新的发展时期。
• 1957年第一颗人造卫星上天至今， 航 天技术的飞速发展不仅给人类进步和文 明带来了巨大的影响，而且为人类从事 空间探测、 了解地球以外的无限宇宙 提供了行之有效的手段。迄今为止，已 发射的用于研究天文学目的的航天器有 300多种，观测波段几乎包括整个电磁 波谱。这些来自天外遥远星系的电磁波， 为人类传来了宇宙深处神密的信息。
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。
麦克斯韦方程组
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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。
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，从此拉开了人们研究电学的序幕。
• 4. 1753年，俄国著名的电学家利赫曼在验证富兰克林的实验时，被雷电击中，为科学探索献出了宝贵的生命。
• 5. 1638年，在我国的某些建筑学的书籍中就有关于避雷的记载：屋顶的四角都被雕饰成龙头的形状，仰头、张口，在它们的舌头上有一根金属芯子，其末端伸到地下，如有雷电击中房顶，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。
•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。
•9. 1822年，法国科学家安培提出了安培环路定律，将奥斯特的发现上升为理论。
•10. 1825年，德国科学家欧姆得出了第一个电路定律：欧姆定律。
•11. 1831年，英国实验物理学家法拉第发现了电磁感应定律。
并设计了世界上第一台感应发电机。
•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。
•15. 1866年，德国的西门子发明了使用电磁铁的发电机，为电力工业开辟了道路。
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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• 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
• 1755年，富兰克林发现，电荷只分布在导体表面，导体内部没 有静电效应。 • 1767年，的普列斯特利(英，1733～1804)推论：“电的吸引遵 从与万有引力相同的定律” • 1771年，卡文迪什（英，1731-1810）由电荷只分布在带电体 表面的事实，推测出电吸引力或排斥力“很可能反比于电荷间 距离的平方”。卡文迪什在电学方面的绝大部分研究成果都没
对磁现象的研究---“小地球”实验：
在《论磁性、磁体和巨大地磁体》书中，记录了他把一 块大天然磁石磨成球形，把小磁针放在球的表面，发现小磁 针的方向和在地球上的情况完全一样。由此他认为，地球本 身就是一个大磁体，存在南北两磁极。并且存在同性磁极相 斥，异性磁极相吸。
莱顿瓶
1745年，荷兰莱顿大学教授马森布洛克（Musschenbrock)发 明了收集电荷的莱顿瓶。
• 1785年：库仑公布了用扭秤实验得到电力的平方 反比定律。
• 1780年：伽伐尼发现动物电 • 1800年：伏打发明电堆 • 1820年：奥斯特发现电流的磁效应。
3.1 历史概述
• 1820年：安培提出右手定则，解释地磁起因，建 立了安培定律。
• 1831年：法拉第发现电磁感应，证实了电与磁的 统一的磁学和电学研究
• 1746年：德国的克莱斯特和荷兰穆欣布罗克几乎同时发明 莱顿瓶——一种储存电的玻璃瓶。 • 1746年：富兰克林（1706～1790）近10年的电学研究。 –证明闪电是一种电现象——从云中收集电荷给莱顿瓶 充电,得到电火花，证明天电和地电一致。
–发现了电荷守恒定律——1750年，“电不因摩擦玻璃
Volta's original illustation of a Crown of Cups and a Vo l t a i c p i l e b a t t e r i e s . Published in 1800
3.5 电流的磁效应
• 吉尔伯特正确地区分了电力和磁力，但把它们视
作无关的两种现象。这种认识持续了二百多年。
• 1826年：确定欧姆定律。 • 1865 ：麦克斯韦建立电磁场理论，预测了光的电 磁性质——大综合。
3.2 早期的磁学和电学研究
• 从摩擦起电和磁石引铁开始。指南针。
• 司南，春秋战国
3.2 早期的磁学和电学研究
• 1600年，英国医生吉尔伯特(William Gilbert, 1540～1603)作出了第一批系统的研究工作。出版 了英国的第一部科学著作《磁石》。 • 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。
• 出 生 :1745 年 2 月 18 日 米兰公国科莫 • 逝 世 :1827 年 3 月 5 日 （ 岁 ） 82 伦巴第 - 威尼斯王 国 科 莫 • 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
有及时发表,对于电学研究的历史发展没有起到实际的作用。
3.3 库仑定律的发现
• 1785年至1789年间，法国军事工程师库仑（1736～1806） 通过扭秤实验和电摆实验研究了静电的排斥力和吸引力， 发表了4篇关于电学研究的论文，得出库仑定律。库仑还 分别通过扭秤法和摆动法来测定磁力，也得出了同距离平