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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 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