绪论2-电磁学发展
物理学史电磁学的发展
物理学史电磁学的发展1. 嘿，你知道电磁学在物理学史上是怎么发展起来的吗？就像一场神秘的冒险旅程呢！那得从古人发现磁石说起，你看，那时候的人发现磁石能吸铁，就像磁石有一双无形的手，这可是电磁学最早的一点小火花。
2. 后来啊，有个叫吉尔伯特的人，他可牛了。
他开始对磁现象进行系统的研究，就像一个探险家在未知的领域挖掘宝藏。
他发现地球本身就像一个大磁石，哇塞，这想法多酷啊！这就好比发现了自家房子下面藏着一个巨大的秘密。
3. 再到富兰克林，这人可真是个大胆的家伙。
他做雷电实验的时候，那简直就是在和老天爷玩游戏呢。
他用风筝去引雷电，你说他是不是胆大包天？不过也就是他的这种冒险精神，让人们对电有了更多的认识，就像打开了一扇通往新世界的大门。
4. 奥斯特，他就像一个意外发现宝藏的幸运儿。
他在做实验的时候，居然发现电流能产生磁场，这就好比你本来在找苹果，结果发现了一棵长满金苹果的树。
这一发现可不得了，让电磁学向前迈了一大步。
5. 然后呢，安培出现了。
他像一个严谨的建筑师，精心构建关于电流与磁场关系的理论。
他提出的安培定律，就像是为电磁学这座大厦添砖加瓦。
要是没有他，电磁学这栋楼可就盖不起来这么漂亮啦。
6. 法拉第，他可是个充满想象力的大师。
他发现了电磁感应现象，这就像是魔法一样。
你想啊，磁场能产生电流，这不是魔法是什么？他的发现就像给电磁学注入了一股强大的生命力，让这个领域一下子活跃起来了。
7. 麦克斯韦，哇哦，他简直就是电磁学的预言家。
他把之前的电磁学理论整合起来，建立了麦克斯韦方程组。
这方程组就像一部法典，规定了电磁世界的规则。
他预测了电磁波的存在，这就像是在黑暗中看到了远处的曙光。
8. 赫兹，这个家伙就像一个验证大师。
他通过实验证明了麦克斯韦关于电磁波的预测是正确的。
他就像是麦克斯韦的好帮手，让电磁学这个大家庭更加完整。
他的实验就像一场盛大的庆典，宣告了电磁波的真实存在。
9. 你看啊，从最开始的磁石吸铁，到如今复杂的电磁学理论，这一路走来是不是像一场惊心动魄的大片？电磁学的发展就像一个孩子慢慢长大，每一步都充满了惊喜和挑战。
电磁学 绪论
2 电磁学发展简史
1、人类对于电磁现象表面性质的认识： （1） 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 琥珀吸引碎草等轻 琥珀 小物体，以及天然磁矿石吸引铁的现象。摩擦过的煤玉；磁石可以吸引一串铁片、具有 磁极、相同磁极相排斥、弱磁可被强磁改变磁极、磁石制成罗盘 罗盘用于航海。这一相当长 罗盘 时间琥珀与磁石的性质被看成是其固有的性质。 （2）春秋战国时期（公元前770—221年），已有“山上有慈石者，其下有铜金”， 山上有慈石者， 山上有慈石者 其下有铜金” 慈石名铁，或引之也” 司南勺。在北宋时， “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 司南勺 已有利用地磁场进行人工磁化制作指南鱼或用磁石磨针制作指南针 指南针，并用于航海；西汉 指南针 末年已有“瑇瑁吸鍩 瑇瑁吸鍩”的记载，以及“元始中 元始中……矛端生火 矛端生火”，晋朝“今人梳头，解着 今人梳头， 瑇瑁吸鍩 元始中 矛端生火 今人梳头 衣， 有随梳解结，有光者，亦有咤声”。 有随梳解结，有光者，亦有咤声 2、人类对于电磁现象本质的认识： （1）1600年，英国的吉尔伯特 吉尔伯特的《磁石论 磁石论》对于磁石的各种基本性质作了系统的定 吉尔伯特 磁石论 性描述。把经摩擦的琥珀等能吸引轻小物体的性质称为“电的 电的”（electric)。他制作了 电的 第 一只验电器 验电器。大约在1660年马得堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机 摩擦起电机。在静电实验研究 验电器 摩擦起电机 中起着重要作用，直到十九世纪霍耳兹 特普勒 霍耳兹和特普勒 感应起电机后才被取代。 霍耳兹 特普勒分别发明感应起电机 感应起电机
电磁学电子教案
绪论
1 电磁学研究的对象 2 电磁学发展简史 3 电磁学的内容及结构 4 电磁学课程的地位和作用
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。
电磁学的发展
古希腊人发现了琥珀、毛皮等摩擦可以生电，中国人很早就知道天然磁石会吸铁，带电物会吸小物体以及利用磁针导航，甚至对磁偏角有所记述1734年，法国人杜菲（发觉不管是用什么东西摩出来的，电只有两种。
他命名之为「玻璃电」与「树脂电」。
只有不同类的电，相互靠近时才会相吸或冒火花，同类的不但不冒火花，还会相斥。
1745年，穆森布洛克发明了「莱顿瓶」。
1752年，富兰克林在大雷雨中放风筝，把天上的电，收到莱顿瓶中。
从此证明了天上的电，与摩擦出来的电是一样的；进一步，他就发明了避雷针,. ..此外，他注意到了两种电有相互扺消的现象，所以他建议把「玻璃电」与「树脂电」改名为「正电」与「负电」（模拟于正数与负数之相互扺消）。
富兰克林的正负电命名，沿用至今，「电荷量」之测定，却要归功于法国人库伦他发现了用细长绳索吊挂一根细棍，细棍两端对称以维持水平。
两端若受水平方向之微力，则以的绳索之扭曲以平衡之。
这「扭称」可以做很精准的力的测量工具，在1785-91年间，他用这工具，反复测量，终于发现了库伦定律: 电荷与电荷之间，同性相斥，异性相吸。
其力之方向在两电荷间之联机上。
其大小与电荷间之距离之平方成反比，而与两电荷量之大小成正比。
四、从伏特电池、安培定律到电报、电话：1793年，伏特把一块锌板，一块铜板放到舌头上下，而用铜丝将两板连结，他发觉舌头会感到咸味，而铜丝中有电流现象但不久他发觉这与「动物电」无干，因为若不用舌头，而用一片浸过碱水的纸板夹在铜、锌之间，也可生电流。
而且，如果用多重的锌、纸、铜、锌、纸、铜、…，会得到更明显的电流(蛙腿抽动不止)。
──这就是最早的电池。
有了稳定的电源，电流的研究与应用才能展开。
电压单位伏特(volt) 就是因纪念他的功劳而命名的。
在伏特电池发明后没多久，就有人发现电流可以从溶液中通过。
1800年，英国William Nicholson (1753-1815) 与Anthony Carlisle (1768-1840)，发现了电解现象，1820年，奥斯特在演讲时表演电流生热，发现一根导线中的电流，会使附近的磁针偏向垂直方向，也就是电流可以产生「磁力」；越大的电流，这种现象越明显，而且，这种现象，不受纸板间隔的影响。
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。
电磁学的发展及其应用
(2) 空间心电向量环和平面心电向量环
一、瞬时心电向量---心肌中某一处受刺激发生除极，将
引起邻近的细胞也发生除极，以除极波的形式由近及远。
除极波面在某一瞬时传播到某一处时，除极波面上所有
正在除极的心肌细胞极化向量的矢量和称为瞬时心电向
量，表示为
M PS
Z
二、空间心电向量环 M(t) x(t)i y(t) j z(t)k
保守力小结
环路定理
电势
也称电压
六、静电感应
导体在外电场中，产生某种宏 观电荷分布的现象，称为静电 感应。
+
+ ++++ + + +
感应电荷
1.静电平衡条件
（1）导体内部任何一点处的电场强度为零；
（2）导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直
导体表面是等势面
en
导
E dl
两种离子 的静息电 位为
Na ： 61.5lg 10 71mv
142
K ： 61.5lg 141 89mv
5
实测值与 此相当
2. 动作电位
U (mv)
刺激使细胞膜对钠离 子的通透性增大，钠 离子进入膜内，使膜 内电位提高---除极。
之后，细胞膜使钠离子 不能通过，而使钾离子的 通透性增大，钾离子向膜 外扩散，使膜内电位下降 到-100mv---复极。
旋吊线
悬吊在半空中可以 自由转动的木杆 小铅球
大铅球
卡文迪许扭称
库仑于1875年用电扭实验，通过与 万有引力类比，确信并提出了库仑定律
F12
k
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。
电磁学的发展
欧姆：
将付里叶在热学中提出的热流、热阻，类比电学中的 电流、电阻，温度差类比电势差，通过实验验证，在 1826年发现了欧姆定律
第四节 电磁学的新时期-----电流磁效 应的发现
反对之声
吉尔伯特 正确区分电力和磁力,但认为二者无关
库仑 电流体和磁流体是两种完全不同的实体,它们不可能相
互转化
安培 1802年宣称 愿意去 “证明电和磁是相互独立的两
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） 1720年，发现导体与绝缘体的区别，发现导体的
静电感应现象
杜非（法） 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
种
托马斯?杨 1807年<自然哲不学同讲的义实>中体写”道:“没有任何理由
去设想电与磁之间存在任何直接的关系”
毕奥 1819年, 磁与电之间的独立性 “不允许我们设想磁与电
具 有相同的本质”
奥斯特：
1820年4月 发现电流的磁效应;
1820年7月21日，发表《电流对磁针的作用的实验》
安培：
1820年9月18日 提出磁针偏转方向的右手定则; 提出地球的磁性是由从东向西绕地球作圆 周运动的电流所引起
1 发现电磁感应
法拉第：
法拉第பைடு நூலகம்英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的 科学家。1791年9月22日萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭。
1813年3月由戴维举荐到皇家研究所任实验室助手。 1824年1月当选皇家学会会员，1825年2月任皇家研究所 实验室主任，1833----1862任皇家研究所化学教授。1846 年荣获伦福德奖章和皇家勋章。1867年8月25日逝世。
《电磁学发展史》课件
2
宇宙学和先进技术
探索电磁学在宇宙学和先进技术领域的广泛应用，并望电磁学的未来发展方向，引发思考和研究的新视角。
6. 总结
发展史
总结电磁学的发展史和重要的理论成果，回顾科学 家的贡献和突破。
未来前景
展望电磁学的未来前景，探讨可能的新理论和应用 领域。
4. 电磁学的统一
波动方程和电磁波
提出波动方程和电磁波的概念， 引领电磁学进入新的时代。
麦克斯韦方程组
提出麦克斯韦方程组，将静电学 和磁学统一起来。
电磁辐射
探讨电磁学的辐射现象，揭示电 磁波的性质和应用。
5. 现代电磁学
1
量子电动力学
介绍量子电动力学的基本理论和应用，探讨微观世界的电磁相互作用。
《电磁学发展史》PPT课 件
电磁学发展史是关于电磁学的重要历史事件和理论突破的介绍。从静电学到 现代电磁学，这个课件将一一向您展示。
1. 前言
基本概念
电磁学的基本概念和原理，为后续发展打下了基础。
历史背景
介绍电磁学的历史背景，探索当时科学家的思考和 发现。
2. 静电学的发展
库仑定律
发现和应用库仑定律，阐述电荷之间的相互作用。
电位能
引入电位能的概念，揭示电场与电势之间的关系。
应用领域
静电学在电容器、电荷等方面的应用，为电磁学的发展做出了贡献。
3. 磁学的发展
1 安培定律
安培定律和磁通量的概念，揭示电流和磁场之间的关系。
2 磁场的应用
磁场在电流、电磁感应等方面的应用，拓展了电磁学的研究领域。
3 磁学与静电学
磁学与静电学的关系，为电磁学的统一奠定了基础。
电磁学的发展历史
正负电Байду номын сангаас命名
1747年，富兰克林首先以正电荷、负电荷的名称来 区分两种电荷。
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。这种命名方法一 直延续至今。
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电荷守恒定律
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个物体转移到另一个物体， 但不能创造；
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1832年亨利发现自感现象
1829年，亨利改进电磁铁，他用绝 缘导线密绕在铁芯上，制成了能提起 近一吨重物的强电磁铁。 同年，亨利在用实验证明不同长度的 导线对电磁铁的提举力的影响时，发 现了电流的自感现象：断开通有电流 的长导线可以产生明亮的火花。
1832年，他在发表的论文中宣布发现 了自感现象。
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正负电荷的发现
1734年法国人迪费（Charles-Francois du Fay，1696 ～1739）
迪费根据大量的实验事实断定电有两种： 一种是与琥珀带的电性质相同，叫做“琥珀电”； 一种是与玻璃带的电性质相同，叫做“玻璃电”。
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带相同电的物体互相排斥；带不同电的物体彼此吸引
北京邮电大学经济管理学院
第二章 电磁学的发展历史
1
目录
2.1 电磁现象的早期研究
2.2 电磁学的建立 2.3 电磁感应现象的发现与研究 2.4 电磁场理论的建立
2
2.1 电磁现象的早期研究
2.1.1 静电学的发展
我国东汉时期，王充在《论衡》一书中提到"顿牟掇芥 "等问题，也是说摩擦过的琥珀能吸引轻小物体。 公元前7世纪，古希腊哲学家泰勒斯已经发现用毛织物 摩擦过的琥珀能吸引某些轻小物体。Electricity（电） 这个字的起源就来自希腊文的“琥珀”(elec tron)。
电磁学的发展
高 中 物 理
《电磁场的动力学理论》
1864年12月8日，麦克斯韦在英国皇家学会的集会上宣读了题 为《电磁场的动力学理论》的重要论文．对以前有关电磁现象和理 论进行了系统的概括和总结，提出了联系着电荷、电流和电场、磁 场的基本微分方程组．该方程组后来经H．R．赫兹、O．亥维赛和 H．A．洛伦兹等人整理和改写，就成了作为经典电动力学主要基础 的麦克斯韦方程组．这理论所宣告的一个直接的推论在科学史上具 有重要意义，即预言了电磁波的存在．交变的电磁场以光速和横波 的形式在空间传播，这就是电磁波；光就是一种可见的电磁波．电、 磁、光的统一，被认为是19世纪科学史上最伟大的综合之一．1888 年，麦克斯韦的预言被赫兹所证实．
—— 中 央 电 教 馆 资 源 中 心
高 中 物 理
麦克斯韦一生从事过多方面的物理学研究工作，最杰出的贡 献是在经典电磁理论方面．在剑桥读书期间，麦克斯韦在读法拉 第的《电学实验研究》时，被书中的新颖见解所吸引，他敏锐地 领会到了法拉第的“力线”和“场”的概念的重要性．他注意到 全书竟然无一数学公式，说明法拉第的学说还缺乏严密的理论形 式．在老师威廉· 汤姆孙的启发和帮助下，决心用自己的数学才能 来弥补法拉第工作的这一缺陷．
马 可 尼
—— 中 央 电 教 馆 资 源 中 心
布 劳 恩
高 中 物 理
与此同时，俄国物理学家波波夫也对无线电通讯作 出重要的贡献，1895年他发表了论文，并公开演示了他 制作的“雷电指示器”，实际上是一台无线电接收机。 1896年又成功的表演了无线电电报，传播距离250 米，传送的第一个电文就是“赫兹”，他长期致力于航 海的无线电通讯，并在救援阿非利加号军舰触礁中发挥 了实际效用，到1900年通信距离达到了45千米。
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3.电磁波的预言 麦克斯韦方程组一个重要结果，就是预言了电磁波 的存在。
4.提出：光波就是电磁波 1856 年韦伯测定电磁波速度值为： V=31.074 万公里 / 秒 , 麦 克 斯 韦 发 现 这 个 值 与 1849 年 斐 索 测 得 的 光 速 31.50万公里/秒十分接近。他认为这不是巧合，而是由 于光的本质与电磁波相同，从而提出了光的电磁理论。 它表明“光本身乃是以波的形式在电磁场中按电磁规律 传播的一种电磁振动”。 从而将光、电、磁理论统一起来。完成了物理学 发展史上的第二次理论大综合。
3. 富兰克林的研究
（1）电荷守恒定律的发现：他发现两个带有不同性质电荷 的带电体，相互接触后可以呈现中性。把电荷分为“正电” 和“负电”，并进一步得出结论①正电和负电在本质上不 应有什么差别；②摩擦起电过程中，总是形成等量异种电 荷； ③摩擦起电过程中，一方失去的电荷与另一方得到 的电荷在数量上相等。从而得到了电荷守恒定律。 （2）费城实验----天电和地电的统一 （3）发明避雷针
伽利落称其为“经验主义的奠基人”。 2.莱顿瓶的发明 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。
2.莱顿瓶的发明 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。 原始的莱顿瓶是一个玻璃瓶，瓶里瓶外分别贴有锡箔，瓶里 的锡箔通过金属链跟金属棒连接，棒的上端是一个金属球， 这就构成以瓶子玻璃为电介质的电容器。
2.富兰克林的空罐实验
用丝线将一小块软木悬挂在带电金属罐外的附近，软木受到吸引。 但把它悬挂在罐内时，不论在罐内何处，它都不受电力。 富兰克林写信将这一现象告之他的英国朋友普利斯特利 （J.Priestleuy,化学家，氧气的发现者），普利斯特利想到:1687年牛 顿曾证明:万有引力若服从平方反比定律，则均匀的物质球壳对壳内物 体应无作用。 普利斯特利重复了上述实验，并将空罐实验与牛顿推理类比。
三、电流的发现——由静电到动电
1、欧姆定律
欧姆（G.S.Ohm,1787-1854）： 德国人，长期担任中学教师和家庭教 师。后被慕尼黑大学任命为教授。 欧姆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， 欧姆称之为“电张力(electric tension)”，即现在所称的电势差。
2、电流的磁效应与安培定律
人们为纪念他，将电流强度的单位定义 为“安培”。 A.M.Ampè，1775～1836年
四、电磁感应现象的发现与研究
1. 法拉第发现电磁感应
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。 生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭，仅 上过小学。 迈克尔·法拉第的发现奠定了电磁学的基 础，是麦克斯韦的先导。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。 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（1791-1867）
1. 法拉第发现电磁感应
实验1
实验3：感应发电机的产生
实验2
2. 亨利及自感现象的发现 3. 楞次定律的发现
4. 法拉第的“力线”和“场”的思想及其他
5. W.汤姆逊于1851年提出了《磁的数学理论》
五、麦克斯韦电磁场理论的建立
麦克斯韦是集电磁学之大成的伟大科学家。 他依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉 第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完整的电 磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了 光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大 综合。 这一自然科学的成果，奠定了现代的电力工业、电子工 业和无线电工业的基础，导致第二次工业革命。
4.库仑的引力实验-----库仑电摆实验
库仑认为：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。 库仑单摆实验：1785年在法国科学院发表论文，提出著名的库仑定律。
意义：库仑定律的建立使电磁
学进入了定量研究，数学的引入 使电磁学真正成为一门科学。
法国国王路易十五对此十分感兴趣。他鼓励他的科学家们
去尝试这个实验并确认其理论。
1752年5月法国的布丰伯爵托马斯·弗朗索瓦·狄阿里巴，
在巴黎北边的玛丽村竖起了一根12米长的金属杆，下面插 进一个空酒瓶。金属杆被闪电击中后Leabharlann 一位助手前去查看， 结果烧伤了手指。
这次实验也是人类对云地闪的首次探索和研究。法国科学
3. 罗比逊实验—同种电荷斥力的测量 1769年，英国爱丁堡大学的约翰. 罗宾森（John Robiso，苏格兰人）设 计了一个杠杆装置，如图。 通过实验直接推测了平方反比关系： 同种电荷间的斥力反比于距离的2.06 次幂，异种电荷间的吸引力反比于小 于距离的2次幂。由此他推测：在实验 误差范围内，正确的关系应为反比于 距离的2次幂。
（2） 安培定律
奥斯特发现电流磁效应的消息传到世界 各地。这一效应引起了法国科学家安陪的极 大兴趣。经过夜以继日的工作后，他发现了 电流间也存在着相互作用力；接着提出了一 个完整的定量理论；并于1820年9月与10月 间，接连写了三篇论文；在1820年12月4日， 又提出了著名的安培定律。 1827年发表了名著的《从实验导出的关 于电动力学现象的数学理论》。在书中，安 培总结了已知的电磁现象，得出了磁场的安 培环路定理等，为电动力学的产生奠定了基 础。
意义
1.经典电磁理论的确立，完成了物理学理 论的第二次大综合。
2.掀起了第二次工业革命，进一步说明了 科学技术是第一生产力。
家一再重复这个实验，最后终于证实：闪电与人造的电是 一样的。
二. 从定性到定量
1.电力作用的猜测
1759年，德国柏林科学院院士爱皮努斯（F.U.T.Aepinus)发现：①电 荷之间的斥力和吸力随带电物体的距离的减小而增大；②当一个导体靠 近一带电体时，该导体的远端会获得与带电体相同的电荷，近端则获得 相反的电荷（静电感应）。 1760年，D.伯努利首先猜测电力会不会跟万有引力一样，服从平方 反比定律。他的想法在当时具有一定的代表性。
1. 麦克斯韦（1831-1879）简介 麦克斯韦10岁进入爱丁堡中学， 14岁在中学时期就发表 了第一篇科学论文《论卵形曲线的机械画法》，反映了他在 几何和代数方面的丰富知识。16岁进入爱丁堡大学学习物理， 三年后，他转学到剑桥大学三一学院。 他精心研究了法拉第的《电学的实验研究》，以法拉 第的力线概念为指导，运用场论的观点，以演绎法建立了 系统的电磁场理论。 于1873年出版的《电磁理论》一书。这是一部可以同 牛顿的《自然哲学的数学原理》、达尔文的《物种起源》 和赖尔的《地质学原理》相媲美的里程碑式的著作。
莱顿瓶的发明使物理学第一次有办法得到很多电荷，并 对其性质进行研究。 物理们不仅利用它们作了大量的实验，而且做了大量的 示范表演。其中最壮观的是法国人诺莱特在巴黎一座大教堂 前所作的表演，诺莱特邀请了路易十五的皇室成员临场观看 莱顿瓶的表演，他让七百名修道士手拉手排成一行，队伍全 长达900英尺（约275米）。然后，诺莱特让排头的修道士用 手握住莱顿瓶，让排尾的握瓶的引线，一瞬间，七百名修道 士，因受电击几乎同时跳起来，在场的人无不为之口瞪目呆， 诺莱特以令人信服的证据向人们展示了电的巨大威力。 1746年，英国伦敦一名叫柯林森的物理学家，通过邮寄 向美国费城的本杰明·富兰克林赠送了一只莱顿瓶，并在信 中向他介绍了使用方法，带来了1752年富兰克林著名的费城 实验。
经典电磁学的建立与发展
一.对电磁现象的早期认识 二.从定性到定量——库仑定律的发现 三 .由静电到动电——电流的发现及电流的磁效应与 安培定律 四.电磁感应现象的发现与研究 五.麦克斯韦电磁场理论的建立
一.对电磁现象的早期认识
1.英国人吉尔伯特(W.Gilbert,1544-1603)：英国物理学家、 医生吉尔伯特，电学研究之父。他的主要著作为1600年出版 的《论磁性、磁体和巨大地磁体》。 物理学史上第一部系统阐述磁学的科学专著。
（1）电流的磁效应
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，丹麦的奥斯特发现了电流的磁效应，从而建立了电与磁 的联系。
奥斯特实验表明通电导线周围一样存在磁场。 奥斯特实验揭示了一个十分重要的本质——电流是电荷定向运动 产生的，所以通电导线周围的磁场实质上是运动电荷产生的。
2. 麦克斯韦电磁方程组： 1873年，麦克斯韦出版《电磁理论》，创造性的建立 了电磁场理论的完整体系。把以前的电磁场理论都综合在 一组方程式中，得到了电磁场的数学方程-----麦克斯韦 电磁方程组。以简洁的数学结构，揭示了电场和磁场内在 的完美对称。 最初，在《电磁理论》书中，麦克斯韦共列出了20 个分量方程。德国物理学家赫兹和英国物理学家亥维赛， 又两次简化麦克斯韦方程组，才得到我们现在通用的微分 形式（简化成四个）。
麦克斯韦方程组： 1、电场中的高斯 定理 2、法拉第电磁感 应定律 3、磁场中的高斯 定理 4、安培环路定律
D ds q
s
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D
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B L E dL t ds
B ds 0
S
B 0
D H J t
（4）独立宣言和美国宪法的起草人之一，为美国的独立和 解放作出了贡献的政治活动家。
在《电的实验与观察》一书中，富兰克林提出一个验证 闪电与电是否一样的实验。 他写道，“要确定云是否带电， 在一个高塔的顶端，设 置一个电架。从电架中央支起一根铁杆，弯出门外，然后再 使其垂直向上6～9米，末端弄得很尖。如果电架保持干燥和 干净，当经过的云层很低时，可能会通电，铁杆从云中将电 引到地面。”