电磁场及反重力的研究35页PPT
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第二十章第1节 磁现象 磁场 课件(共37张PPT)
磁现象
磁极间相互作用的规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫作磁化（
magnetization）。许多物体容易磁化。机械手表磁化后，走时不准 ；彩色电视机显像管磁化后，色彩失真；而钢针磁化后，可以用来制 作指南针。你会磁化钢针吗？
磁场
如果把磁针拿到一个磁体附近，它会发生偏转。 磁针和磁体并没有接触，怎么会有力的作用呢？ 这是因为磁体周围存在着一种物质，能使磁针偏 转。这种物质看不见、摸不着，我们把它叫作磁 场（magnetic field）。在物理学中，许多看不 见、摸不着的物质，可以通过它对其他物体的作 用来认识。像磁场这种物质，我们用实验可以感 知它，所以它是确确实实存在的。
磁现象 磁场
磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。一个磁体无论多么小都有两个磁 极，可以在水平面内自由转动的磁体，静止时总是一个磁极指向南方，另 一个磁极指向北方，指向南的叫作南极（S极），指向北的叫作北极（N 极）。同性磁极相互排斥、异性磁极相互吸引。简称同极相斥，异极相吸 。利用磁体的这一性质可以判断一个物体是否带有磁性。 磁化：一些没有磁性的物体在磁体或电流的作用下会显现磁性，这种现 象叫作磁化。像铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质， 叫作磁性材料。
第二十章 电与磁
第1节
磁现象 磁场
复习引入
电压越高越危险 常见的触电事故 安全用电原则 注意防雷
新课引入
公元843年，在茫茫的大海上，一只帆船正在日夜不停地航行， 没有航标、没有明确的航道。船上一些聪明的中国人利用手中仪 器指示的方向，开辟了从浙江温州到达日本嘉值岛的航线。这个 神奇的仪器，就是罗盘。罗盘即平常我们说的指南针，它是我国 古代的四大发明之一。
《电磁学》电磁场 ppt课件
Ii
i
R
1 R
dΦ dt
ppt课件
11
例1 空间上均匀的磁场 B= kt (k > 0)，方向如图。 导线ab以v匀速右平动。
求：t 时刻回路中的感应电动势 。
n
B
a
60
l
v
b
ppt课件
12
解：
m sB cos 60ds 0xB cos60ldx
1 Blx 1 Blvt 1 klvt2
x
x
a
ppt课件
15
例3. 若上题中 v = 0，I = I0sin t，则结果如何？
解：
m
0Il ln x a
2
x
dm
dt
b I
x
a
0l ln 2
xa x
I0 cos t
ac
l v
d
方向：楞次定律
ppt课件
16
§2 动生电动势
dm
G
a
当穿过一个闭合导体回路所包围的面积内的磁通量发 生变化时（不论这种变化是由什么原因引起的），在导体 回路中就有电流产生。这种现象称为电磁感应现象。
回路中所产生的电流称为感应电流。 相应的电动势则称为感应电动势。
ppt课件
2
一线圈,如果要有感应电流产生,通过它的磁场 要满足什么条件?
a
c
x
l v
m
dm
x
x
a
0I 2x
ldx
a dx d
0Il ln x dm
dt
0 Il 2
【精品】电磁场课件资料PPT课件
2
当 =0时 2 0
泊松方程 拉普拉斯方程
2
—拉普拉斯算子 2 2 2 2 x2 y 2 z 2
➢所有静电场问题的求解都可归结为在一定条件下寻求
泊松方程或拉普拉斯方程的解的过程。
1.4.2 边值问题（Boundary Problem)
微分 方程
泊松方程 2＝－ / 拉普拉斯方程 2＝0
电磁场课件资料
1.2.2 静电场中的电介质
无极性分子
电介质的极化
有极性分子
➢电介质在外电场作用下发生极化，形成有向排列的电偶极子，
并在电介质内部和表面形成极化电荷。
用极化强度 P 表示电介质的极化程度，即
P
lim
V 0
p
V
C/m2 电偶极矩体密度
式中， p为体积元 V内电偶极矩的矢量和，P 的方向从负极化电荷指向
代入通解
图1.5.3 接地金属槽内
(x, y) 4U0 1 sin( nπ x)sh( nπ y) 的等位线分布
π n1 nshnπ a
a
n＝奇数
例1.5.2 垂直于均匀电场 E 放置 一根无限长均匀介质圆柱棒 ， 试求
圆柱内外 和 E 的分布。
解：1）取圆柱坐标系，边值问题
均匀电场中的介质圆柱棒
给定空间某一区域内的电荷分布（或无电荷），
同时给定该区域边界上的电位或电场（边值，或称边
界条件），在这种条件下求该区域内的电位或电场强
度分布。
y
100V
例：试求长直接地金属槽内 电位的分布。
接地金属槽的截面
1.4.1 泊松方程与拉普拉斯方程
E 0
E
DE
D
E E E
电磁学全套ppt课件
感生电动势
由于磁场变化而产生的感应电动势。 其大小与磁通量变化的快慢有关，即 与磁通量对时间的导数成正比。
自感和互感现象在生活生产中应用
自感现象
当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的磁通量也会发生变化，从而在线圈自身中 产生感应电动势。自感现象在电子线路中有着广泛的应用，如振荡电路、延时电路等。
静电现象在生活生产中应用
静电喷涂
利用静电吸附原理进行 喷涂，提高涂层质量和
效率
静电除尘
利用静电作用使尘埃带 电后被吸附到电极上，
达到除尘目的
静电复印
利用静电潜像形成可见 图像的过程，实现文件
快速复制
静电纺丝
利用静电场力作用使高 分子溶液或熔体拉伸成
纤维的过程
03
恒定电流与电路基础知识
电流产生条件及方向规定
电流产生条件
导体两端存在电压差，形成电场 ，使自由电子定向移动形成电流
。
电流方向规定
正电荷定向移动的方向为电流方向 ，负电荷定向移动方向与电流方向 相反。
电流强度定义
单位时间内通过导体横截面的电荷 量，用I表示，单位为安培（A）。
欧姆定律与非线性元件特性
01
02
03
欧姆定律内容
在同一电路中，通过导体 的电流跟导体两端的电压 成正比，跟导体的电阻成 反比。
联系专业电工进行处理。
THANKS
感谢观看
特点介绍
正弦交流电具有周期性、连续性、可变性等 特点。其电压和电流的大小和方向都随时间 作周期性变化，且波形为正弦曲线。
三相交流电传输优势分析
传输效率高
三相交流电采用三根导线 同时传输电能，相比单相 交流电，其传输效率更高 ，线路损耗更小。
由于磁场变化而产生的感应电动势。 其大小与磁通量变化的快慢有关，即 与磁通量对时间的导数成正比。
自感和互感现象在生活生产中应用
自感现象
当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的磁通量也会发生变化，从而在线圈自身中 产生感应电动势。自感现象在电子线路中有着广泛的应用，如振荡电路、延时电路等。
静电现象在生活生产中应用
静电喷涂
利用静电吸附原理进行 喷涂，提高涂层质量和
效率
静电除尘
利用静电作用使尘埃带 电后被吸附到电极上，
达到除尘目的
静电复印
利用静电潜像形成可见 图像的过程，实现文件
快速复制
静电纺丝
利用静电场力作用使高 分子溶液或熔体拉伸成
纤维的过程
03
恒定电流与电路基础知识
电流产生条件及方向规定
电流产生条件
导体两端存在电压差，形成电场 ，使自由电子定向移动形成电流
。
电流方向规定
正电荷定向移动的方向为电流方向 ，负电荷定向移动方向与电流方向 相反。
电流强度定义
单位时间内通过导体横截面的电荷 量，用I表示，单位为安培（A）。
欧姆定律与非线性元件特性
01
02
03
欧姆定律内容
在同一电路中，通过导体 的电流跟导体两端的电压 成正比，跟导体的电阻成 反比。
联系专业电工进行处理。
THANKS
感谢观看
特点介绍
正弦交流电具有周期性、连续性、可变性等 特点。其电压和电流的大小和方向都随时间 作周期性变化，且波形为正弦曲线。
三相交流电传输优势分析
传输效率高
三相交流电采用三根导线 同时传输电能，相比单相 交流电，其传输效率更高 ，线路损耗更小。
电磁场讲义.ppt
第一章 矢量分析
❖ 场：物理量数值的无穷集合表示一种场。例 温度场 T r,t 与空间 r 、时间 t 有关。
场重要属性：占有空间。
• 静态场：与时间无关.
• 动态场或时变场：与空间和时间有关。
• 标量场：只需用标量函数描绘的场。例：T、t、、。
• 矢量场：需要物理矢量描绘的场。例：力场 F ，流速场 v 。
无线电远距离传播。 1894年 无线电报 1906年 无线电广播 1911年 导航 1916年 无线电话
6 2020/10/6 Jin Jie
前言
1921年 短波通信 1923年 传真 1929年 电视 1933年 微波通信 1935年 雷达 近代：无线电遥测、遥控、卫星通信、光纤通信、移动 通信等。
❖ 学习时抓概念，掌握公式、定理，灵活运用，独立完成习 题；注意总结与归纳。做课堂笔记。
四、参考书
•电磁场理论基础 牛中奇著 电子工业出版社
•电磁场理论基础 陈 重著 北京理工大学
•电磁场与波
冯恩信著 西安交通大学
•电磁场与电磁波 郭辉萍著 西安电子科技大学
•电磁学专题研究 陈秉乾著 高教出版社
•电磁场与电磁波教学指导书 赵家升等著 高教出版社
(直角坐标系)
矢量场强处场线稠密；弱处场线稀疏。 场线上的切线方向代表该处矢量场的方向。
14 2020/10/6 Jin Jie
第一章 矢量分析
1.2 矢量与矢量场的不变特性 （指与坐标系关系）
(1)空间点的曲线坐标与坐标系
空间中任一点与有序数 的曲线坐标。
一一对应，则称
坐标曲线相互正交，且符合右手定则，即
8 2020/10/6 Jin Jie
第一章 矢量分析
电磁场课件
数值计算
数值计算是通过计算机进行数值计算的方法，可以解决各种复杂的电磁场问题，如电磁 散射、电磁感应等。
矩量法与高频近似方法
矩量法
矩量法是一种将连续的电磁场问题离散化为 一系列矩量项的方法，通过矩量项之间的相 互作用得到电磁场的解。
高频近似方法
高频近似方法是一种在高频情况下对电磁场 问题进行近似求解的方法，如RayleighSommerfeld方法等。
03
电磁场与纳米技术的 结合
纳米技术与电磁场的结合可以实现纳 米级的信息传输和能量转换，有望在 能源、医疗等领域实现创新。
电磁场在环保和可持续发展中的作用
电磁场在污染治理中的应 用
电磁场可以用于处理环境污染问题，如废水 、废气等，通过电磁场的作用，可以实现废 物的有效处理和资源的回收利用。
电磁场在节能减排中的应 用
电磁场可以用于生物组织工程，通过调节电磁场的分布和 强度，可以实现对生物组织的刺激和引导，有望在组织修 复和再生方面发挥重要作用。
CHAPTER 06
附录：电磁场实验及案例分析
电磁场实验操作指南
实验1：电磁感应实验
通过观察电磁感应现象，理解法拉第电磁感应定律和楞次定律。
学生需要使用实验器材，如电源、线圈、磁铁等，进行实验操作，并观察实验结果。通过改变实验条件 ，如改变磁铁的极性或电源的电压，学生可以深入理解法拉第电磁感应定律和楞次定律。
03
学生需要了解电磁场对生物体可能产生的影响，包括热效应和非热效应。通过 研究相关文献和实验数据，学生可以讨论电磁场对生物体的影响及其安全阈值 ，并提出可行的防护措施。
THANKS
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CHAPTER 02
电磁场的基本原理
库伦定律与高斯定理
数值计算是通过计算机进行数值计算的方法，可以解决各种复杂的电磁场问题，如电磁 散射、电磁感应等。
矩量法与高频近似方法
矩量法
矩量法是一种将连续的电磁场问题离散化为 一系列矩量项的方法，通过矩量项之间的相 互作用得到电磁场的解。
高频近似方法
高频近似方法是一种在高频情况下对电磁场 问题进行近似求解的方法，如RayleighSommerfeld方法等。
03
电磁场与纳米技术的 结合
纳米技术与电磁场的结合可以实现纳 米级的信息传输和能量转换，有望在 能源、医疗等领域实现创新。
电磁场在环保和可持续发展中的作用
电磁场在污染治理中的应 用
电磁场可以用于处理环境污染问题，如废水 、废气等，通过电磁场的作用，可以实现废 物的有效处理和资源的回收利用。
电磁场在节能减排中的应 用
电磁场可以用于生物组织工程，通过调节电磁场的分布和 强度，可以实现对生物组织的刺激和引导，有望在组织修 复和再生方面发挥重要作用。
CHAPTER 06
附录：电磁场实验及案例分析
电磁场实验操作指南
实验1：电磁感应实验
通过观察电磁感应现象，理解法拉第电磁感应定律和楞次定律。
学生需要使用实验器材，如电源、线圈、磁铁等，进行实验操作，并观察实验结果。通过改变实验条件 ，如改变磁铁的极性或电源的电压，学生可以深入理解法拉第电磁感应定律和楞次定律。
03
学生需要了解电磁场对生物体可能产生的影响，包括热效应和非热效应。通过 研究相关文献和实验数据，学生可以讨论电磁场对生物体的影响及其安全阈值 ，并提出可行的防护措施。
THANKS
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CHAPTER 02
电磁场的基本原理
库伦定律与高斯定理
电磁场课件
06
电磁波的传播与散射
电磁波的传播特性
电磁波在真空中传播
电磁波可以在真空中传播，不受介质的影响 。
电磁波的传播速度
电磁波的传播速度等于光速，不受频率和波 长的影响。
电磁波的偏振
电磁波具有偏振现象，即电场和磁场的方向 在传播过程中会发生改变。
大气层对电磁波的影响
大气层对可见光的影响
大气层对可见光的透射性较好，因此我们可以直接看到太阳和星星。
详细描述
塞贝克效应是由于两种材料的热膨胀系数不同，使得回路中的热电势发生变化，从而产生了塞贝克电 流。利用塞贝克效应可以制造出一些具有温度控制功能的电子器件，如塞贝克发电机和塞贝克热电机 等。
磁致伸缩效应
总结词
磁致伸缩效应是指铁磁性材料在磁场作用下发生长度或体积的变化现象。
详细描述
磁致伸缩效应是由于铁磁性材料内部的磁畴结构发生变化而引起的。利用磁致伸缩效应可以制造出一些具有特殊 性能的电子器件，如磁致伸缩换能器和磁致伸缩传感器等。
性质 时变电磁场具有周期性变化的性 质，并且满足法拉第电磁感应定 律和麦克斯韦方程组。
应用 时变电磁场在日常生活中有广泛 应用，如交流电、电磁波等。
02
电磁场基本性质
麦克斯韦方程组
01
02
03
静电场方程
描述电荷在空间中产生的 电场强度和电势分布。
恒定磁场方程
描述电流在空间中产生的 磁场强度和磁势分布。
光子与原子相互作用
光子与原子相互作用时，会使原子发 生能级跃迁，放出或吸收能量。
04
电磁场的应用
无线通信
无线电广播与电视
卫星通信
利用电磁波传输声音和图像信号，实 现无线广播和电视通信。
电场与磁场 电磁感应PPT课件
表示；一个叫北极，用N表示。
第30页/共91页
一、磁场 磁感应线 磁感应强度
吸引。
磁体之间会产生相互作用的磁力：同名磁极相互排斥，异名磁极相互
磁体在自己周围的空间里产生磁场，磁场对处在它里面的磁体有力的作用。 磁体之间的相互作用力叫磁场力。
第31页/共91页
一、磁场 磁感应线 磁感应强度
通过实验我们发现，同一块磁体放在磁场的不同位置，所受的作用力大小不 同，说明磁场有强有弱。
磁体在其周围空间的不同位置产生的磁场强弱不同。如条形磁铁两极附近磁 场较强，中间较弱；蹄形磁铁两极之间磁场较强，外部离磁极越远磁场越弱。
第32页/共91页
一、磁场 磁感应线 磁感应强度
• 实验：把小磁针放在条形磁铁的周围，可以看 到，不同位置的小磁针，北极所指的方向是不同 的，这说明磁场是有方向的。 • 物理学规定，在磁场中的任一点，小磁针北极 受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向， 就是那一点的磁场方向。 • 例如，地球本身就是一个大的磁体，地球周围 的空间产生的磁场叫做地磁场。地球的南端是地 磁场的北极N，地球的北端是地磁场的南极S，
上式表明，在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电 势差，场强的单位还可以用V/m表示。
第27页/共91页
三、匀强电场中电势差和电场强度的关 系
【例题5-2】 如图5-9所示，两块平行的金属板A、B相距3.0cm，用60V的 直流电源使两板分别带电，问：两板之间的匀强电场的电场强度为多大？方向如何？
第33页/共91页
一、磁场 磁感应线 磁感应强度
2.磁感应线
为了形象的描绘磁场，在磁场中也引入了 假想的曲线——磁感应线，即在磁场中画出一 系列曲线，曲线上任意一点的切线方向就是该点 的磁场方向，如图5-10所示。
第30页/共91页
一、磁场 磁感应线 磁感应强度
吸引。
磁体之间会产生相互作用的磁力：同名磁极相互排斥，异名磁极相互
磁体在自己周围的空间里产生磁场，磁场对处在它里面的磁体有力的作用。 磁体之间的相互作用力叫磁场力。
第31页/共91页
一、磁场 磁感应线 磁感应强度
通过实验我们发现，同一块磁体放在磁场的不同位置，所受的作用力大小不 同，说明磁场有强有弱。
磁体在其周围空间的不同位置产生的磁场强弱不同。如条形磁铁两极附近磁 场较强，中间较弱；蹄形磁铁两极之间磁场较强，外部离磁极越远磁场越弱。
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一、磁场 磁感应线 磁感应强度
• 实验：把小磁针放在条形磁铁的周围，可以看 到，不同位置的小磁针，北极所指的方向是不同 的，这说明磁场是有方向的。 • 物理学规定，在磁场中的任一点，小磁针北极 受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向， 就是那一点的磁场方向。 • 例如，地球本身就是一个大的磁体，地球周围 的空间产生的磁场叫做地磁场。地球的南端是地 磁场的北极N，地球的北端是地磁场的南极S，
上式表明，在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电 势差，场强的单位还可以用V/m表示。
第27页/共91页
三、匀强电场中电势差和电场强度的关 系
【例题5-2】 如图5-9所示，两块平行的金属板A、B相距3.0cm，用60V的 直流电源使两板分别带电，问：两板之间的匀强电场的电场强度为多大？方向如何？
第33页/共91页
一、磁场 磁感应线 磁感应强度
2.磁感应线
为了形象的描绘磁场，在磁场中也引入了 假想的曲线——磁感应线，即在磁场中画出一 系列曲线，曲线上任意一点的切线方向就是该点 的磁场方向，如图5-10所示。
教科版九年级物理第7章第1节磁现象(共30张PPT)
17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。下午6时32分1秒下午6时32分18:32:0121.8.26
You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
二、电流的磁效应
奥斯特，1777年8月14日生于丹麦朗 格兰德岛一个药剂师家庭．12岁开 始帮助父亲在药房里干活，同时坚 持学习化学．由于刻苦攻读，17岁 以优异的成绩考取了哥本哈根大学 的免费生．他一边当家庭教师，一 边在学校学习药物学、天文、数学、 物理、化学等．1806年任哥本哈根 大学物理学教授，1820年4月发现了 电流的磁效应.1821年被选为英国皇 家学会会员，1823年被选为法国科 学院院士，后来任丹麦皇家科学协 会会长．
11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。21.8.2618:32:0118:32Aug-2126-Aug-21
12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。18:32:0118:32:0118:32Thursday, August 26, 2021
二、电流的磁效应
注意事项:导线应 沿南北方向水平放 置。小磁针要平行 的放置在导线的上 方或者下方。
奥斯特实验
实验现象：当给导 线通电时,与导线 平行放置的小磁针 发生转动
实验结论:通电导体对磁体有力的 作用。
问题：磁体和通电导体之间的相互作用是通过什么发 生的呢?
电流
磁场
磁体
问题：电流与电流之间有相互作用吗？ 通电导线之间通过磁场发生作用(极性相同)
磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。 （磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导 体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的）
《电磁感应电磁场》PPT课件
麦克斯韦提出了“感生电场〞和“位移电 流〞两个假说，从而建立了完整的电磁场理 论体系——麦克斯韦方程组
本章主要研究电场和磁场相互激发的规律
§12.1 电磁感应的根本定律
一、电磁感应现象
1820年,奥斯特发现: 电流磁效应 电 流 产生 磁 场 产 ?生 对称性 → 磁的电效应？
1831年,法拉第 经过了十年不懈的探索，发现 电磁感应现象
S
S
BSOACO 1 BL2
2
i
d
dt
1BL2 d
2 dt
1BL2
2
符号表示方向沿AOCA
OC、CA段没有动生电动势
A
θ
0
C
(2) 将铜棒换成金属圆盘，可看作是由无数根并联的
金属棒OA组合而成，故盘心O与边缘A之间的动生电
动势仍为
i
1BL2
2
例：长直导线中通有电流I，长为l的金属棒ab，以
平行于直导线作匀速运动，棒与电流I垂直，它的a
d W F kd lqE kdl
W F k d l q E k d l
电荷q在含有非静电力的闭合回路中绕行一周时，
非静电力做的功为
W qE kdl
电源又可以看成是将其他形式的能量转换成电能的 装置.
2.定义:
电源电动势等于单位正电荷绕闭合回路一周过
程中，非静电力所做的功
W
q
Ekdl
法拉第 〔Michael Faraday, 1791-1867〕，伟大的 英国物理学家和化学家. 他创造性 地提出场的思想，磁场这一名称 是法拉第最早引入的. 他是电磁理 论的创始人之一，于1831年发现 电磁感应现象，后又相继发现电 解定律，物质的抗磁性和顺磁性， 以及光的偏振面在磁场中的旋转.
本章主要研究电场和磁场相互激发的规律
§12.1 电磁感应的根本定律
一、电磁感应现象
1820年,奥斯特发现: 电流磁效应 电 流 产生 磁 场 产 ?生 对称性 → 磁的电效应？
1831年,法拉第 经过了十年不懈的探索，发现 电磁感应现象
S
S
BSOACO 1 BL2
2
i
d
dt
1BL2 d
2 dt
1BL2
2
符号表示方向沿AOCA
OC、CA段没有动生电动势
A
θ
0
C
(2) 将铜棒换成金属圆盘，可看作是由无数根并联的
金属棒OA组合而成，故盘心O与边缘A之间的动生电
动势仍为
i
1BL2
2
例：长直导线中通有电流I，长为l的金属棒ab，以
平行于直导线作匀速运动，棒与电流I垂直，它的a
d W F kd lqE kdl
W F k d l q E k d l
电荷q在含有非静电力的闭合回路中绕行一周时，
非静电力做的功为
W qE kdl
电源又可以看成是将其他形式的能量转换成电能的 装置.
2.定义:
电源电动势等于单位正电荷绕闭合回路一周过
程中，非静电力所做的功
W
q
Ekdl
法拉第 〔Michael Faraday, 1791-1867〕，伟大的 英国物理学家和化学家. 他创造性 地提出场的思想，磁场这一名称 是法拉第最早引入的. 他是电磁理 论的创始人之一，于1831年发现 电磁感应现象，后又相继发现电 解定律，物质的抗磁性和顺磁性， 以及光的偏振面在磁场中的旋转.