电磁场理论的建立

❖ 5.2.2麦克斯韦的研究
❖ 1.麦克斯韦（1831—1879）英国人
❖ 2.师从剑桥大学著名数学家霍普金斯和 斯托克斯
❖ 3.以法拉第《电学实验研究》为基础， 重视“力线”的价值，看到定性表述的 不足
❖ 4.1855年发表《论法拉第力线》
❖ 5.麦克斯韦把力线比做不可压缩的流体 的流线，电场强度比做流速，引入一种 新的矢量函数来描述电磁场
❖ 2.奥斯特关于电流磁效应具有横向性质的发 现是对力学旧观念的一次冲击
❖ 3.法拉第在大量的实验中发现：①电作用力 与带电体之间或电流之间的电介质有关
❖ ②磁作用与作用体之间的磁介质有关，磁介 质不同，磁作用力就不同。
❖ 4.法拉第设想，带电体、磁体或电流周围空 间存在一种连续介质，起到传达电力或磁力 的媒介作用——法拉第将其称为“场”
❖ （1）法国数学家泊松，1812年用数学 方法证明了：在处于静电平衡的导体内 部任何带电粒子所受的力为零，否则导 体内部会有电荷的流动
❖ （2）1813年泊松证明了在静电学中的 拉普拉斯方程：
❖ （3）1828年，英国数学家格林，通过 格林定理推广和发展了泊松对电磁学的 贡献—普适意义上的“势函数”，并进 一步从理论上说明了静电屏蔽效应
❖ （4）德国物理学家诺依曼，1845年根据安 培理论，从矢势的角度推出电磁感应定律的 数学形式
❖ （5）英国物理学家汤姆逊，在1847—1853 年间，提出了铁磁质内磁场强度H、磁感应 强度B的定义，并推出H=μB
❖ 可以看出，无论是实验上，还是理论上，都 为麦克斯韦建立统一的电磁场理论作了相当 充分的准备。
❖ 8.1905年无线电广播，1911年无线电 导航，1921年出现了短波通讯
❖ 9.二战期间，由于雷达的发明与应用， 促进了微波技术的发展，进一步又发展 了微波多路通讯
❖10. 20世纪50年后，出现了微波接力通 讯
5.1场的概念的建立
❖ 5.1.1法拉第的研究 ❖ 1.法拉第（1791—1867）英国人 ❖ 2.1822年法拉第在日记中写到：“磁能转化
成电” ❖ 3.1831年法拉第以“暂态效应”的思想为指
导进行实验研究 ❖ 4.1831.11.24
❖ 5.1.2其他人对“磁生电”的研究 ❖ 1.楞次（1804—1865）俄国人 ❖ 《论动电感应引起的电流的方向》指出感应
❖ 4.实验提示以连续波动为特征的麦克斯 韦并不是完美无缺的。
❖ 5.赫兹的实验研究促进了无线电技术的 诞生，开辟了电子技术的新纪元
❖ 6.1894-1896年间，意大利物理学家马 可尼和俄国的波波夫（1856-1906）分 别实现了无线电的传播和接收
❖ 7.惠斯通、韦伯、莫尔斯根据电流的磁 效应发明电磁式电报机和有线电报
❖ 5.1831年11月，用铁屑和磁针形象地描绘出 “力线”
❖ 法拉第用电力线和磁力线的几何图形来表示 电场和磁场的状态：
❖ 6.1851年《论磁力线》对电磁感应定律作了 全面的总结。
5Fra Baidu bibliotek2电磁场理论的建立
❖ 5.2.1电磁场理论建立的物理依据 ❖ 1.法拉第的力线和场的概念为建立电磁场提
供了物理依据，但其概念描述是一种定性理 论 ❖ 2.除电磁场理论外还有库仑定律、安培定律、 高斯定律等 ❖ 3.对静电和静磁现象的描述也有相当大的进 展：
电流的方向是如何确定的—楞次定律 ❖ 充实和完善了电磁感应规律 ❖ 楞次还与焦耳独立地电流与产生热量的关系：
焦耳—楞次定律 ❖ 2.亨利（1797—1878）美国物理学家： ❖ 《螺旋状长导线内的电气自感》
❖ 5.1.3场概念的提出
❖ 1.“超距作用”—万有引力、静电作用力都遵 从距离的反比平方关系，不需要媒介来传递
❖ 6.1858年发表《土星光环》，用数学物 理方法论述了土星光环同一群离散的质 点构成，获得亚当斯奖
❖ 7.1872《电磁学理论》出版。
❖ 5.2.2赫兹的实验研究
❖ 1.赫兹（1857—1894）德国物理学家
❖ 2.1888年《论动电效应的传播速度》以 实验的方式证明了电磁波的存在
❖3. 法拉第开创、麦克斯韦总结、赫兹实 验证明的电磁理论