zx第三章-电磁

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• 图3－1 吉伯关于锻打使铁产
生磁性的一幅画
（图
中septentrio表示北，avster
表示南）
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• 图3－2 吉伯
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• 图3－3 吉伯向伊丽莎 白女皇介绍磁学新成果
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• 图3－4 吉伯研究磁 倾角
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§3.1 历史概述
• 静电现象的研究要困难得多,因为一直没有 找到恰当的方式来产生 稳定的静电和对静 电进行测量。只有等到发明了摩擦起电机, 才有可能 对电现象进行系统的研究,这时人 类才开始对电有初步认识。
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• 图3－10 富兰克林
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• 图3－11 富兰克林的《电的实验和观察》
LOGO §3.2 早期的静电学研究
• 康顿(John Canton)在 1754 年用电流体假 说解释了静电感 应现象。
LOGO §3.2 早期的静电学研究
• 静电学三条基本原理:静电力基本特性、电 荷守恒和静电感 应原理都已经建立,对电的 认识有了初步的成果。然而,如果不建立定 量的规律,电的知识还不能形成一门严密的 科学。
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第三章 电磁学的发展
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§3.1 历史概述
• 静磁现象和静电现象很早就受到人类注意。 公元前 6、7 世纪发现了 磁石吸铁、磁石 指南以及摩擦生电等现象。系统地对这些 现象进行研究 则始于 16 世纪。1600 年英 国医生吉尔伯特发表了《论磁、磁体和地 球作为一个巨大的磁体》。他总结了前人 对磁的研究,周密地讨论了地磁的性质,记载 了大量实验,使磁 学从经验转变为科学。书 中他也记载了电学方面的研究。
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• 图3－5 盖里克的摩 擦起电机
Baidu Nhomakorabea
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• 图3－6 盖里克举起 硫磺球
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• 图3－7 盖里克
LOGO §3.2 早期的静电学研究
• 1720 年,格雷(S.Gray,1675—1736)研究了 电的传导现象,发现导 体与绝缘体的区别。 随后,他又发现导体的静电感应现象。
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• 图3－20 伽伐尼的青蛙实验
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• 图3－21 伽伐尼用金 属叉使蛙腿痉挛
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§3.1 历史概述
• 在这以后,电磁学的发展势如破竹。19 世纪 二、三十年代成了电磁 学大发展的时期。
• 首先对电磁作用力进行研究的是法国科学 家安培(AndréMarie mperè,1775— 1836),他在得知奥斯特发现之后,重复了奥 斯特的实验, 提出了右手定则,并用电流绕地 球内部流动解释地磁的起因。接着他研 究 了载流导线之间的相互作用,建立了电流元 之间的相互作用规律—— 安培定律。与此 同时,比奥−沙伐定律也得到发现。
• 图3－8 格雷的导电 实验
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• 图3－9 格雷拿小孩 做实验
LOGO §3.2 早期的静电学研究
• 1733 年,杜菲(duFay,1698—1739)经过实 验区分出两种电荷,他分 别称之为松脂电(即 负电)和玻璃电(即正电),并由此总结出静电 作 用的基本特性:同性相斥,异性相吸。
LOGO §3.2 早期的静电学研究
• 早在公元前 5 世纪的希腊时代,就有了关于静电现 象的历史记载。 Electricity(电)这个字的起源就来 自希腊文的“琥珀”。 我国西汉末年有“瑇瑁吸 鍩” 的记录。西晋时期,《博物志》中,也有摩擦 起电 的记载。直到 1660 年 盖里克发明摩擦起电 机,才有可能对电现象作详细观察和细致研究。这 种摩擦起电机实际上是一个可以绕中心轴旋转的 大硫磺球,用人手或布 帛摸抚转动的球体表面,球 面上就可以产生大量的电荷。1705 年豪克斯 比 (F.Hauksbee)用空心玻璃壳代替硫磺球,后来别的 实验家又陆续予以 改进,直到 18 世纪末,摩擦起电 机都一直是研究电现象的基本工具。
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• 图3－5 盖里克的摩 擦起电机
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§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,1785 年库仑(Charles Augustin Coulomb, 1736—1806)公布了 用扭秤实验得到电力的平方反比定律,使电 学和磁 学进入了定量研究的阶段。
LO§GO3.3 库仑定律的发现和验证
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§3.1 历史概述
• 1780 年,伽伐尼(Aloisio Galvani, 1737— 1798)发现动物电, 1800 年伏打 (Alessandro Volta,1745—1827)发明电堆, 使稳恒电流 的产生有了可能,电学由静电走 向动电,导致 1820 年奥斯特(Hans Christian Oersted,1777—1851)发现电流 的磁效应。于是,电学与磁 学彼此隔绝的情 况有了突破,开始了电磁学的新阶段。
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§3.1 历史概述
• 英国物理学家法拉第对电磁学的贡献尤为 突出。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。
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§3.1 历史概述
• 电流磁效应的发现,使电流的测量成为可能。 1826 年欧姆(Georg Simon Ohm,1784— 1854)因而确定了电路的基本规律——欧姆 定律。 及至 1865 年,麦克斯韦把法拉第的 电磁近距作用思想和安培开创的电动力学 规律结合在一起,用一套方程组概括电磁规 律,建立了电磁场 理论,预测了光的电磁性质, 终于实现了物理学史上第二次大综合。
LOGO §3.2 早期的静电学研究
• 莱顿瓶的发明使电现象得到更深入的研究, 这是克莱斯特(Kleist, 1700—1748)和马森 布洛克(Musschenbrock,1692—1761)在 1745—1746 年分别独立作出的。
LOGO §3.2 早期的静电学研究
• 富兰克林(BenjaminFranklin,1706—1790) 进一步对放电现象进行 研究。他发现了尖 端放电,发明了避雷针,研究了雷电现象,从莱 顿瓶 的研究中,提出了电荷守恒原理。1747 年富兰克林用电流体假说阐述了 这一思 想。