电磁学的研究与发展

电磁学发展与方法论

#系#班 ##

摘要：从自然界的雷电现象，到生活中的家用电磁炉；从高层建筑上的避雷针，到个人移动通讯设备，电磁的利用已深深融入我们的科技与生活，成为不可分割的一部分。没有电与磁，我们的科技无法得到发展，我们的生活也将缺少很多便捷，因此，电磁学的深入研究对人类有着不可估量的重大意义。人类对电磁不断深入的发现，是世代人智慧接力的结晶，也是物理探索史上伟大的征程。

关键词：电场磁场电磁学

1.电磁学发展史概述

大学物理讲解的电磁学是关于宏观电磁现象的规律的知识。关于电磁现象的观察记录，在西方，可以追溯到公元前6世纪希腊学者泰勒斯的载有关于用布摩擦过的琥珀能吸引轻微物体的文献。

关于电磁现象的定量的理论研究，最早可以从库仑1785年研究电荷之间的相互作用算起。其后通过泊松、高斯等人的研究形成了静电场（以及静磁场）的理论。伽伐尼于1786年发现了静电场，后经伏特、欧姆、法拉第等人发现了关于电流的定律。1820年奥斯特发现了电流的磁效应，很快，毕奥、萨伐尔、安培、拉普拉斯等作了进一步定量的研究。1831年法拉第发现了有名的电磁感应现象，并提出了场和力线的概念，进一步揭示了电与磁的联系。在这样的基础上，麦克斯韦集前人之大成，再加上他极富创见的关于感应电场和位移电流的假说，建立了以一套方程组为基础的完整的宏观的电磁场理论，为利用电和磁开辟了广阔前景，实现了物理学史上第三次大综合。

2.电磁现象的早期研究

2.1定性实验的兴起

在电磁现象的早期研究中，第一个系统进行研究的是英国伊丽莎白女王的御医吉尔伯特,他著有《论磁、磁体和地球作为一个巨大的磁体》一书，以详细的实验检验和复杂的推测，展示了自己的研究成果，从而对当时的科学发展以巨大的影响。连同时代的伽利略也对吉尔伯特无比的赞赏和钦佩。

德国卡明大教堂的副主教冯·克莱斯特和荷兰莱顿大学的物理学教授马森布洛克于1745-1746年分别独立地发明了莱顿瓶，这项发明促进了静电学的研究，而且有实用价值，许多人纷纷重复“莱顿瓶”实验，一时竟成一种游戏娱乐。

1746年美国人富兰克林对莱顿瓶的功效进行深入的分析。富兰克林对大气中的雷电进行了研究，做了有名的“风筝实验”，证明雷电也是一种电现象。

2.2定量研究的开端——库仑定律的发现

法国物理学家库仑早年从事摩擦和扭转的研究。1777年制作了扭秤，1785年把扭秤用于测定电荷之间的斥力。

用扭秤做斥力与距离关系的实验，得出如下结论：两个带有同种类型电荷间的排斥力与两球中心的距离的平方成反比。

库仑在做异种电荷吸引力与距离关系的实验时，运用

扭秤遇到了困难，经过不断探索，他从力学的单摆实验中

得到启发，采取另一种方法：从测定振动周期来确定力与

距离的关系，从而克服了困难，得出电的吸引力与电的排

斥力一样，都遵守平方反比定律。

1785年库仑在法国科学院终于发表了他的电力作用规律的论文，提出了电荷之间的作用力与其距离平方成反比，而与它们所带电荷量的乘积成正比的关系，这个结果被称为库仑定律。

库仑定律是电磁学的基本定律，它的建立标志着电磁学定量研究的开始。

3. 电流磁效应的发现

1820年4月，丹麦哥本哈根大学的物理学教授奥斯特在课堂上讲电和磁时，

尝试将磁针放在导线的侧面，当他接通电源时，发现磁针轻微地晃动了一下。此后，经过反复实验，奥斯特终于查明了电流对磁针的偏转作用，伟大的发现就这样得到了。

奥斯特的发现，引起了广泛注意。很快，许多物理学家如毕奥、萨伐尔、安培等人也开始着手这方面的研究。法国物理学家安培在听说了关于奥斯的的新发现后转入电学的研究，他设计了四个极其精巧的实验，定量研究电流之间的相互作用，并进行数学推导，得到普遍的电动力公式，为电动力学奠定了基础。

在电流的磁效应发现之前，电和磁被认为是两种彼此无关的现象。电流磁效应的发现解开了新的一页。从此，电磁学才开始进入一个比较迅速发展的时期。

4.法拉第的实验研究

法拉第是英国物理学家，出身于工人家庭。1813年起，他作为戴维的助手，开始在实验室工作，1820年开始了物理方面的研究。全部汇集在他的巨著《电学的实验研究》中。

法拉第对电磁感应的研究绵延30年。1831年8月有了突破性进展，他取一个软铁制成的圆环，接通和断开电源时，看到检流计指针的摆动，这就是电磁感应现象。1835年，终于得出电磁感应定律，成为电磁场理论的奠基人，为麦克斯韦建立电磁场理论奠定了基础。

5.电磁场理论的集大成者——麦克斯韦的功绩

麦克斯韦是英国数学家、物理学家，

在电磁场理论方面的工作，深受法拉第的

影响。他信服法拉第统一性、可转化性的

物理主导思想，决心为法拉第的力线和场

的概念提供数学方法的基础。它他以惊人

的数学才能，严密的逻辑推理对法拉第的

场的概念作出数学方程表示，从而建立起

了麦克斯韦电磁理论。

综上所述，电磁场理论的大厦是由法拉第奠基，而又麦克斯韦一层一层建筑起来的，它的确是物理学发展史中的一个重要里程碑。

参考文献：《大学物理学》、《物理学史》

电磁学理论的大发展和大综合

摘要：本文总结了电磁学发展的历史，阐述了麦克斯韦对电磁学进行大综合以及在此之前的所有电磁学研究的成果.

关键词：电磁学；电场；磁场；电磁感应；电流

电磁学是研究电磁现象的一门学科，是物理学科的一个重要分支电磁运动是物质的基本运动之一，电磁相互作用广泛的存在于自然界电磁学的每一次进步，都给人类社会的进步和发展带来了巨大的动力，使得人类经过第二次工业革命后进入了电气时代。

磁场理论的大综合

19 世纪英国的伟大的物理学家麦克斯韦是和牛顿、爱因斯坦同样伟大的物理学家和思想家之一，他自幼聪明，受到良好的家庭教育.16 岁就成为爱丁堡大学的学生，攻读物理、数学和自然哲学，三年后转入剑桥大学.1854 年他从剑桥大学毕业后，在开尔文的影响下研究电磁学.1855年，他完成了他第一篇重要论文—《论法拉第的力线》.1862 年发表了第二篇论文—《论物理的力线》.1864年1月8日，麦克斯韦向皇家学会宣读了他关于电磁场的第三篇重要论文—《电磁场的动力学理论》，并正式发表于1865年，在他自称是电磁统一理论的论文中，包含了概括了20个变量的20 个方程，经过后人进一步整理和综合，成为以他的名字命名的概括所有电磁现象的方程组—麦克斯韦方程组.他推论变化的电场激发磁场，变化的磁场激发电场，电场磁场相互交替，在真空中传播，而且导出电磁波在真空中传播的速度与光速一致，他由此预言了电磁波的存在和光也是电磁波。

麦克斯韦的电磁理论提出后，由于光波波长极短，无法测量而在很长的

一段时间内并没有被所有的人接受，一直到他的推论和预言被德国的物理学家赫兹 1888 年的电容放电和检测实验所证实.赫兹受到他的老师的亥姆霍兹的鼓励，从1878年开始用实验方法验证麦克斯韦理论，虽经多年努力仍没有找到途径.1886 年 10 月，赫兹在做电路放电实验过时，偶然发现旁边的一个两端间有空隙的开路线圈也发出火花.他立刻想到这可能是电磁共振，沿着这个思路，他随后在一年中做了一系列的实验，设计了发射电磁波的赫兹振子和接收电磁波的共振探测器，由此证实了电磁波的存在，还测出其速度与光速相同，与光一样具有反射、折射、干涉、偏振等性质.赫兹的实验很好的证实了麦克斯韦理论。

参考文献

〔1〕徐琳,刘叶红.在电磁学教学中培养学生的科学素质[J].安庆师范学院学报(自然科学版)，1999(03).

〔2〕侯殿奇.伟大的思想宏伟的杰作 [J].海南广播电视大学学报,2008(01).

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。开始他用伏打电堆作电源，但是因为电流不稳定，效果不好。后来他接受别人的建议改用温差电池作电源，从而保证了电流的稳定性。但是如何测量电流的大小，这在当时还是一个没有解决的难题。开始，欧姆利用电流的热效应，用热胀冷缩的方法来测量电流，但这种方法难以得到精确的结果。后来他把奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤结合起来，巧妙地设计了一个电流扭秤，用一根扭丝悬挂一磁针，让通电导线和磁针都沿子午线方向平行放置。再用铋和铜温差电池，一端浸在沸水中，另一端浸在碎冰中，并用两个水银槽作电极，与铜线相连。当导线中通过电流时，磁针的偏转角与导线中的电流成正比。实验中他用粗细相同、长度不同的八根铜导线进行了测量，得出了欧姆定律，也就是通过导体的电流与电势差成正比与电阻成反比。这个结果发表于1826年，次年他又出版了《关于电路的数学研究》，给出了欧姆定律的理论推导。欧姆定律发现初期，许多物理学家不能正确理解和评价这一发现，并遭到怀疑和尖锐的批评。研究成果被忽视，经济极其困难，使欧姆精神抑郁。直到1841年英国皇家学会授予他最高荣誉的科普利金牌，才引起德国科学界的重视。二.安培和法拉第奠定了电动力学基础 1820年间，奥斯特在给学生讲课时，意外地发现了电流的小磁针偏转的现象。当导线通电流时，小磁针产生了偏转。这个消息传到巴黎后，启发了法国物理学家安培。他思考，既然磁与磁之间、电流与磁之间都有作用力，那么电流与电流之间是否也存在作用力呢？他重复了奥斯特的实验，几天后向巴黎科学院提交了第一篇论文，提出了磁针转动方向与电流

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。

电磁学的发展及生活生产中的应用

电磁学的发展及生活生产中的应用摘要:电磁学核心及发展，电磁学应用(磁悬浮列车、电磁炮) 关键字:电磁学、磁悬浮、电磁炮引言: 随着电话，电视等电子产品的广泛应用，电磁学也日益受到人们的重视。内容: 简单的说来，电磁学核心只有四个部份:库伦定律、安培定律、法拉第定律与麦克斯威方程式。并且顺序也一定如此。这可以说与电磁学的历史发展平行。其原因也不难想见;没有库伦定律对电荷的观念，安培定律中的电流就不容易说清楚。不理解法拉第的磁感生电，也很难了解麦克斯威的电磁交感。因此，要了解电磁学的应用就必须先了解它的发展。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。电磁学的进一步发展促进了电磁在生活技术当中的应用。 (一)民用--磁悬浮列车 1911年，俄国托木斯克工艺学院的一位教授曾根据电磁作用原理，设计并制成一个磁垫列车模型。该模型行驶时不与铁轨直接接触，而是利用电磁排斥力使车辆悬浮而与铁轨脱离，并用电动机驱动车辆快速前进。 1960年美国科学家詹姆斯?鲍威尔和高登?丹提出磁悬浮列车的设计，利用

强大的磁场将列车提升至离轨几十毫米，以时速300公里行驶而不与轨道发生摩擦。遗憾的是，他们的设计没有被美国所重视，而是被日本和德国捷足先登。德国的磁悬浮列车采用磁力吸引的原理，克劳斯?马菲公司和MBB公司于1971年研制成常导电磁铁吸引式磁浮模型试验车。随着超导和高温超导热的出现，推动了超导磁悬浮列车的研制。1987年3月，日本完成了超导体磁悬浮列车的原型车，其外形呈流线形，车重17吨，可载44人，最高时速为420公里。车上装备的超导体电磁铁所产生的电磁力与地面槽形导轨上的线圈所产生的电磁力互相排斥，从而使车体上浮。槽形导轨两侧的线圈与车上电磁铁之间相互作用，从而产生牵引力使车体一边悬浮一边前进。由于是悬空行驶，因而基本上不作用车轮。但在起动时，还需有车轮做辅助支撑，这和飞机起降时需要轮子相似。这列超导磁悬浮列车由于试验线路太短，未能充分展示出空的卓越性能。 (二)军用—电磁炮早在1845年，查尔斯?惠斯通就制作出了世界第一台磁阻直流电动机，并用它把金属棒抛射到20米远。此后，德国数学家柯比又提出了用电磁推进方法制造“电气炮”的设想。而第一个正式提出电磁发射(电磁炮)概念并进行试验的是挪威奥斯陆大学物理学教授伯克兰。他在1901年获得了“电火炮”专利。1920年，法国的福琼?维莱普勒发表了《电气火炮》文章。德国的汉斯莱曾将10克弹丸用电磁炮加速到1.2公里,秒的初速。1946年，美国的威斯汀豪斯电气公司建成了一个全尺寸的电磁飞机弹射器，取名“电拖”。到20世纪70年代，随着脉冲功率技术的兴起和相关科学技术的发展，电磁发射技术取得了长足的进步。澳大利亚国立大学的查里德?马歇尔博士运用新技术，把3克弹丸加速到了5.9公里,秒。这一成就从实验上证明了用电磁力把物体推进到超高速度是可行的。他的成就1978年公布后，使世界相关领域的科学家振奋不

经典电磁场理论发展简史..

电磁场理论发展史 ——著名实验和相关科学家纲要：一、定性研究 1、吉尔伯特的研究 2、富兰克林二、定量研究 1、反平方定律的提出 2、电流磁效应的发现 3、电磁感应定律及楞次定律 4、麦克斯韦方程 5、电磁波的发现三、小结一、定性研究 1、吉尔伯特的研究他发现不仅摩擦过的琥珀有吸引轻小物体的性质，而且一系列其他物体如金刚石、水晶、硫磺、明矾等也有这种性质，他把这种性质称为电性，他是第一个用“电力”、“电吸引”、“磁极”等术语的人。吉尔伯特把电现象和磁现象进行比较，发现它们具有以下几个截然不同的性质： 1.磁性是磁体本身具有的，而电性是需要用摩擦的方法产生； 2.磁性有两种——吸引和排斥，而电性仅仅有吸引（吉尔伯特不知道有排斥）； 3.磁石只对可以磁化的物质才有力的作用，而带电体可以吸引任何轻小物体； 4.磁体之间的作用不受中间的纸片、亚麻布等物体的影响，而带电体之间的作用要受到中间这些物质的影响。当带电体浸在水中，电力的作用可以消失，而磁体的磁力在水中不会消失； 5.磁力是一种定向力，而电力是一种移动力。

2、富兰克林的研究富兰克林（公元1706一1790）原来是费城的印刷商，他通过书本和科学上的来往获得了丰富知识，他利用莱顿瓶做出的第一项重要工作，是根据莱顿瓶内外两种电荷的相消性，在杜菲的“玻璃电”和“树脂电”的基础上提出正电和负电的概念。富兰克林所做的第二项重要工作是统一了天电和地电。二、定量研究 1、反平方定律的提出 1750年前后，彼得堡科学院院士埃皮努斯在实验中发现；当发生相互作用的电荷之间的距离缩短时，两者之间的吸引力和排斥力便增加。1766年富兰克林写信给他在德国的一位朋友普利斯特利（公元1733一1804），介绍了他在实验中发现在金属杯中的软木球完全不受金属杯电性的影响的现象。他请普利斯特利给予验证。英国科学家卡文迪许在1772年做了一个电学实验，他用一个金属球壳使之带电，发现电荷全部分布在球壳的外表面，球腔中任何一点都没有电的作用。法国物理学家库仑（公元1736—1806），起先致力于扭转和摩擦方面的研究。由于发表了有关扭力的论文，于1781年当选为国家科学院院士。他从事研究毛发和金属丝的扭转弹性。1784年法国科学院发出船用罗盘最优结构的悬奖征文，库仑转而研究电力和磁力问题。 1785年库仑自制了一台精巧的扭秤，作了电的斥力实验，建立了著名的库仑定律：两电荷之间的作用力与其距离的平方成反比，和两者所带电量的乘积成正比。公式：F=k*(q1*q2)/r^2 2、电流磁效应的发现丹麦物理学家奥斯特（公元1777—1851）首次发现电流磁效应，揭开了电和磁两种现象的内在联系，从此开始了电磁学的真正研究。 1820年4月在一次关于电和磁的讲课快结束时，他抱着试试看的心情做了实验，在一根根细的铂丝导线的下面放一个用玻璃罩罩着的小磁针，用伽伐尼电池将铂丝通电，他发现磁针偏转，这现象虽然未引起听讲人的注意，却使他非常激

电磁学论文

生活中的电磁学地球上的第一个生命在大约在46亿年前诞生，就在这时，电磁就与生命结下了不解之缘，伴随生命形式从低等走向高等，也见证着整个生物界的一次次变革。而在科技快速发展的今天，电磁更是与生命紧密的联系着，小到移动电话，大到卫星通信，无一不是与电磁紧密相连的。可以说，没有电磁，就没有信息时代，恐怕连人类的整个文明都要倒退几个世纪了。近些年中，人们对电磁的研究在不断地深入，对磁场、电磁场能、太阳磁场能等与生命之间的能量转化和转移的研究正逐步成为二十一世纪的热门研究方向。电磁学在生活中的应用有许多，与人们生活息息相关的比如电磁炉、微波炉等给人们生活带来了极大地方便，而最近十分流行的蓝牙耳机，也是电磁学发展的结果。下面就具体介绍几个电磁学在人们生活中的应用实例。 1.电磁炉（微波炉电路图）

（1）电磁炉主要结构有两大部分构成：电子线路部分及结构性包装部分。 ①电子线路部分包括：功率板、主机板、灯板、线圈盘及热敏支架、风扇马达等。 ②结构性包装部分包括：瓷板、塑胶上下盖、风扇叶、风扇支架、电源线、说明书、功率贴纸、操作胶片、合格证、塑胶袋、防震泡沫、彩盒、条码、卡通箱。（2）电磁炉工作原理：采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能（故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1 倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。（3）电磁炉的优点：热效率高；更安全（无明火烹调好处多）；更环保（卫生、清洁）；更精确（温度控制准确）；更多能（煎、炒、炸、煮、炖全能）；更方便（操作简单外形秀丽）。2.蓝牙

电磁学的历史

电磁学发展简史一. 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(图1)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，如图2所示。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。开始他用伏打电堆作电源，但是因为电流不稳定，效果不好。后来他接受别人的建议改用温差电池作电源，从而保证了电流的稳定性。但是如何测量电流的大小，这在当时还是一个没有解决的难题。开始，欧姆利用电流的热效应，用热胀冷缩的方法来测量电流，但这种方法难以得到精确的结果。后来他把奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤结合起来，巧妙地设计了一个电流扭秤，用一根扭丝悬挂一磁针，让通电导线和磁针都沿子午线方向平行放置。再用铋和铜温差电池，一端浸在沸水中，另一端浸在碎冰中，并用两个水银槽作电极，与铜线相连。当导线中通过电流时，磁针的偏转角与导线中的电流成正比。实验中他用粗细相同、长度不同的八根铜导线进行了测量，得出了欧姆定律，也就是通过导体的电流与电势差成正比与电阻成反比。这个结果发表于1826年，次年他又出版了《关于电路的数学研究》，给出了欧姆定律的理论推导。

电磁学发展史简述

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2

电磁学概论

电磁学概论 12级物理系物理学皮潇潇摘要：经典电磁学的形成和发展，大致经历了四个阶段。从十六世纪到十九世纪，终于建成了经典电磁学的理论大厦，并成为经典物理学理论体系中的一个重要组成部分。本文根据有关资料分析做一概述。关键词：经典；电磁学；发展；概论一.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。二.安培和法拉第奠定了电动力学基础 1820年间，奥斯特在给学生讲课时，意外地发现了电流的小磁针偏转的现象。当导线通电流时，小磁针产生了偏转。这个消息传到巴黎后，启发了法国物理学家安培。他思考，既然磁与磁之间、电流与磁之间都有作用力，那么电流与电流之间是否也存在作用力呢？他重复了奥斯特的实验，几天后向巴黎科学院提交了第一篇论文，提出了磁针转动方向与电流方向的关系，就是大家在高中学习过的右手定则。再一周后，他向科学院提交了第二篇论文，在该文中，他讨论了平行载流导线之间的相互作用问题。同时，他还发现如果给两个螺线管通电流，它们就会象两个条形磁铁一样相互吸引或者排斥。1822年，安培在实验的基础上，以严密数学形式表述了电流产生磁力的基本定律，即安培定律。该定律表明，两个电流元的作用力与它们之间距离的平方成反比，与库仑定律很类似，但是它们作用力的方向却要由右手定则来判断。安培通过研究电流和磁铁的磁力情况，他认为磁铁的磁力在本质上和电流的磁力是一样的，提出了著名的安培分子电流假说。该假说认为在物体内部的每个微粒都有一个环形电流，它们实际上就相当于一个小磁针，当这些小磁针的磁性排列一致时，就体现出宏观磁性。这一假说在当时不被人们看重，一直到了70年后人们才真的发现了这种带电粒子，证明了安培假说的正确性。既然电流有磁效应，那么磁是否也会有电流效应呢？根据物理的相互作用原理，这个结果应该是显然的，因此不少人为此做了很多实验，试图发现磁的电流效应。但是这个现象直到奥斯特发现电流磁效应的10多年后，才被英国物理学家法拉第和美国物理学家亨利发

电磁场理论发展史(DOC 6页)

电磁场理论发展史引言载法拉弟发现电磁感应现象的那一年，英国诞生了一位伟大的科学家——麦克斯韦，他因创立电磁场理论而成为十九世纪最伟大的物理学家．麦克斯韦创立电磁场理论系统而完整地概括了电磁场的基本规律，并预言了电磁波的存在。一、历史的前奏在麦克斯韦以前，解释电磁相互作用有两种相互对立的观点．一种是超距作用学说．即在研究两个电荷之间相互作用力时，忽略中介空间的作用，电荷会超越空间距离而互相作用，库仑、韦伯、安培等人都是主张用超距作用学说来解释电磁相互作用的．这种学说当时拥有数学基础．另一种是媒递作用学说．认为空间有一种能传递电力的媒质（称作以太）存在，电荷间通过媒质互相作用．法拉弟通过实验揭露了空间媒质的重要作用，他认为在空间媒质中充满了电力线，即通过场来传递，但媒递作用学说还没有数学基础，不易被人接受．也使其发展受到了阻碍．麦克斯韦功绩就在于建立了电磁场理论并促进了它的发展．他中学时曾在数学和诗歌比赛中获第一名，这显示了他的数学才华与丰富的想象力方面的潜力．他年轻时曾读过法拉弟的《电学实验研究》，对法拉弟的物理思想（如电力线和场的思想）十分推崇，同时也发现了它的弱点．麦克斯韦对电磁相互作用的超距观点早就表示“不能接受即时传播的思想”，在法拉弟的物理思想影响下，他决心“为法拉弟的场概念提供数学方法的基础”．二、麦克斯韦创立电磁场理论麦克斯韦创立电磁场理论可分为三个阶段：第一阶段，统一已知电磁定律麦克斯韦于1856年发表了他的第一篇论文《论法拉弟的力线》，在这篇文章中，他试图用数学语言精确地表述法拉弟的力线概念，他采用数学推论与物理类比相结合的方法，以假想流体的力学模型去模拟电磁现象．他说：“借助于这种类比，我试图以一种方便的和易于处理的形式为研究电现象提供必要的数学观念”他的目标是想据此统一已知的电磁学定律．麦克斯韦为达到此目的，他运用了“建立力学模型——引出基本公式——进行数学引伸推导”的解决科学问题的思路和方法．第一步，建立力学模型首先运用类比方法，麦克斯韦把电磁现象和力学现象做了类比，认为可以建立一种不可压缩流体的力学模型来模拟电磁现象．这种流体模型为：一是没有惯性，因而也就没有质量；二是不可压缩；三是可以从无产生，又可消失．显然这是一种假设理想流体．麦克斯韦在这篇文章中写道：“我企图把一个在空间画力线的清楚概念摆在一个几何学家的面前，并利用一个流体的流线的概念，说明如何画出这些流线来”“力线的切线方向就是电场力的方向，

电磁场理论发展历史及其在现代科技中的应用

电磁场理论发展历史及其在现代科技中的应用摘要：电磁场理论在现代科技中有着广泛的应用。现代电子技术如通讯、广播、导航、雷达、遥感、测控、嗲面子对抗、电子仪器和测量系统，都离不开电磁场的发射，控制、传播和接收；从工业自动化到地质勘测，从电力、交通等工业农业到医疗卫生等国民经济领域，几乎全都涉及到电磁场理论的应用。不仅如此，电磁学一直是，将来仍是新兴科学的孕育点。在本文中主要介绍电磁场理论发现和发展的历史以及在现代科技中的也应用。关键词：电磁学电磁场理论现代科技对电磁场现象的研究是从十六世纪下半叶英国伊莉莎白女王的试医官吉尔伯特开始，然而他的研究方法很原始，基本上是定性地对现象的总结。对电磁场的近代研究是从十八世纪的卡文迪许、库伦开始，他们开创了用测量仪器对电磁场现象做定量的规律，引起了电磁场从定性到定量的飞跃。库仑定律的建立基于英国科学家卡文迪许在1772年做的一个一个电学实验，他用一个金属球壳使之带电，发现电荷全部分布在球壳的外表面，球腔中任何一点都没有电的作用。库伦定律揭示了电荷间的静电作用力与它们之间的距离平方成反比。安培在假设了两个电流元之间的相互作用力沿着它们的连线之间的作用力正比于它们的长度和电流强度，而与它们之间的距离的平方成反比的公式，即提出了著名的安培环路定理。基于这与牛顿万有引力定律十分类似，.泊松、.高斯等人仿照引力理论，对电磁现象也引入了各种场矢量，如电场强度、电通量密度（电位移矢量）、磁场强度、磁通密度等，并将这些量表示为空间坐标的函数。但是当时对这些量仅是为了描述方便而提出的数学手段，实际上认为电荷之间或电流之间的物理作用是超距作用。直到M.法拉第,他认为场是真实的物理存在,电力或磁力是经过场中的力线逐步传递的，最终才作用到电荷或电流上。他在1831年发现了著名的电磁感应定律，并用磁力线的模型对定律成功地进行了阐述，但是电磁感应定律的确认是在1851年，这一过程花了20年。1846年,M.法拉第还提出了光波是力线振动的设想，为以后麦克斯韦从数学上建立电磁场理论奠定了基础。.麦克斯韦继承并发展了法拉第的这些思想，仿照流体力学中的方法，采用严格的数学形式,将电

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。这实际上就是一台直流电动机。2．信念的产生从1824年到1828年，法拉第做了无数次电磁效应实验，收集了各种电磁实验的资料，经仔细分析思考，他认为既然有电流对磁、磁对磁、电流对电流的相互作用，那么为什么就没有磁对电的作用呢？于是他确信“由电能产生磁，由磁也能产生电”。为此，法拉第坚持了长达10余年的苦心实验研究。日复一日的实验、思考、总结和改进。例如他先将磁铁放入一个线圈内，再将线圈两端接在检流计上，未发现指针偏转等。 3．实验三 1828年法拉第又作了这样一个实验如右图，右侧为一铜线圈，左侧为一平衡球，中间用线悬挂起来。然后在右侧铜线圈内放一条形磁铁,他认为这时线圈内应产生感生电流，然后再用另一块磁铁靠近铜线圈，线圈就会转动。当然，他什么也没看见。这时，英国物理学家斯特金发明了电磁铁，即在一块原来没有磁性的软铁上绕以导线，通电以后，软铁就成了具有强磁性的磁铁。后来，美国物理学家亨利改进了斯特金的电磁铁，用彼此绝缘的铜导线代替铜裸线，制成能吸引三百千克铁的电磁铁。这些对法拉第的进一步研究有一定的启发和帮助。 4．实验四

电磁学发展简史

电磁学发展简史班级：XXXXXX 姓名：XXX 学号：XXXXXX 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。开始他用伏打电堆作电源，但是因为电流不稳定，效果不好。后来他接受别人的建议改用温差电池作电源，从而保证了电流的稳定性。但是如何测量电流的大小，这在当时还是一个没有解决的难题。开始，欧姆利用电流的热效应，用热胀冷缩的方法来测量电流，但这种方法难以得到精确的结果。后来他把奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤结合起来，巧妙地设计了一个电流扭秤，用一根扭丝悬挂一磁针，让通电导线和磁针都沿子午线方向平行放置。再用铋和铜温差电池，一端浸在沸水中，另一端浸在碎冰中，并用两个水银槽作电极，与铜线相连。当导线中通过电流时，磁针的偏转角与导线中的电流成正比。实验中他用粗细相同、长度不同的八根铜导线进行了测量，得出了欧姆定律，也就是通过导体的电流与电势差成正比与电阻成反比。这个结果发表于1826年，次年他又出版了《关于电路的数学研究》，

物理学史3.1 电学历史概述

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（WilliamGilbert，1544—1603）发表了《论磁、磁体和地球作为一个巨大的磁体》（De magnete，magneticisque corporibus et de magnomag－nete tellure）。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。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。 1750年米切尔（John Michell，1724[？]—1793）提出磁极之间的作用力服从平方反比定律，1785年库仑（Charles AugustinCoulomb，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。 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。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 Amperè，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。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。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。

电磁学论文

电磁学论文题目: 电磁学在地震方面的应用院(系): 数理学院专业年级： 12电子姓名: 张春亮学号: 20120406152

电磁学在地震方面的应用摘要：电磁学方法是国内外公认的有良好发展前景的地震监测预报方法之一。地震电磁学的技术应用是地震豫报构基础：随着我国地震预报技求的不断进步，地震工作者对地震电磁学的研究不断深入。本文简要介绍了地震电磁观测研究的原理和现状，分析了当前存在的一些问题，并总结了今后的发展趋势。关键词：原理；现状；问题；发展趋势由于地震减灾的迫切需求，与地震相关的电磁学研究已发展成为一门独立的“地震电磁学1”学科，并已成为当前国内外地学研究的热点之一。由于它是利用非力学的电磁学方法来研究地震的孕育和发生的过程，有别于传统的地震学的力学方法，因而可以加深对地震这一自然现象本身的更完整的认识，为地震物理机理研究奠定重要的理论基础。一. 利用电磁学监测预报地震原理早在18世纪，人们就知道了地磁和地电流在地震前会发生变化。观测地电流，现在测地下一对电极间的电压，在历史上测电极问的电流，所以测得的物理量是电场，但不叫地电位，而称地电流。电压随着用地下电极测得的数赫兹以下的电场变化而变化，因而通常都把这种电压变化作为地电流来测量地壳主要由离子结晶的岩石构成，带磁性的岩石也多。这些岩石因应力和变形的变化而产生压皂和压电磁，所以认为电磁场随着地震前兆的地壳应力及变形的变化而改变，从而导致地电流变化和电波辐射。这些均为国内外的地下核爆炸实验和炸药爆炸实验以及岩石破坏实验在定性上予以证实。而且还测到了地震前兆的岩石变形和龟裂舶产生以及水渗裂缝导致的地电流变化。在断层面有许多强度高的部分——Asperity。震前，应力租变形都集中在这些Asperity上。其结果，应力和变形达到界限，Asperity就不断崩裂。强度最高的Asperity保持到最后，一旦它被破坏，也就是地震发生之时。因此，在地震前由于Asperity的应力和变形骤变而辐射电波，其强度在临震前达到最大，这也和观测是一致的。二. 地震电磁观测研究的现状迄今为止的观测与研究已初步证实了孕震过程中的电磁现象是客观存在的，但由于实际地震孕育过程的复杂性、地球内部结构的非均匀性等原因，我们对地震电磁现象的认识和理解依然非常有限。而连续的电磁观测无疑会为进一步深人研究地震电磁学问题提供必要的观测资料。因此，关于地震电磁观测台网的研究也日益受到重视。例如，我国以中国地震局为核心，在过去的数十年间逐步在全国范围内布设了各类电磁台网，随着国家对防震减灾事业的日益重视，我国的地震电磁观测台网得到了飞速的发展；日本以位于中部的东海地区为核心建起了一个先进的数字化遥测电磁观测台网；台湾也启动了一项以电磁学方法为核心来研究地震前兆机制的卓越研究计划，并新建了一些以地震监测和预报研究为目的的电磁台站；除了常规地表电磁观测外，卫星技术也倍受重视，继法国于2004年6月发射了世界上首颗地震电磁探测微型卫星(DEME．TER)后，其它一些国家也正在酝酿类似的卫星研究计划。三. 存在的主要问题随着地震电磁学的迅速发展，其在地震研究中的地位愈来愈重要。在我国，一方面在国家的大量投入和支持下，电磁观测台网不断得以发展，电磁观测资料也不断丰富；但另一方面，这些宝贵的观测资料并没有充分发挥预期的作用。因此，如何在维持观测的同时持续开展相应的应用基础研究是当前地

电磁场理论发展史

电磁场理论在法拉弟发现电磁感应现象的那一年，英国诞生了一位伟大的科学家--麦克斯韦，他因创立电磁场理论而成为十九世纪最伟大的物理学家．麦克斯韦创立电磁场理论的思路与方法大致如下．一、历史的前奏在麦克斯韦以前，解释电磁相互作用有两种相互对立的观点．一种是超距作用学说．即在研究两个电荷之间相互作用力时，忽略中介空间的作用，电荷会超越空间距离而互相作用，库仑、韦伯、安培等人都是主张用超距作用学说来解释电磁相互作用的．这种学说当时拥有数学基础．另一种是媒递作用学说．认为空间有一种能传递电力的媒质（称作以太）存在，电荷间通过媒质互相作用．法拉弟通过实验揭露了空间媒质的重要作用，他认为在空间媒质中充满了电力线，即通过场来传递，但媒递作用学说还没有数学基础，不易被人接受．也使其发展受到了阻碍．麦克斯韦功绩就在于建立了电磁场理论并促进了它的发展．他中学时曾在数学和诗歌比赛中获第一名，这显示了他的数学才华与丰富的想象力方面的潜力．他年轻时曾读过法拉弟的《电学实验研究》，对法拉弟的物理思想（如电力线和场的思想）十分推崇，同时也发现了它的弱点．麦克斯韦对电磁相互作用的超距观点早就表示"不能接受即时传播的思想"，在法拉弟的物理思想影响下，他决心"为法拉弟的场概念提供数学方法的基础"．二、麦克斯韦创立电磁场理论麦克斯韦创立电磁场理论可分为三个阶段：第一阶段，统一已知电磁定律麦克斯韦于1856年发表了他的第一篇论文《论法拉弟的力线》，在这篇文章中，他试图用数学语言精确地表述法拉弟的力线概念，他采用数学推论与物理类比相结合的方法，以假想流体的力学模型去模拟电磁现象．他说："借助于这种类比，我试图以一种方便的和易于处理的形式为研究电现象提供必要的数学观念"他的目标是想据此统一已知的电磁学定律．麦克斯韦为达到此目的，他运用了"建立力学模型--引出基本公式--进行数学引伸推导"的解决科学问题的思路和方法．第一步，建立力学模型首先运用类比方法，麦克斯韦把电磁现象和力学现象做了类比，认为可以建立一种不可压缩流体的力学模型来模拟电磁现象．这种流体模型为：一是没有惯性，因而也就没有质量；二是不可压缩；三是可以从无产生，又可消失．显然这是一种假设理想流体．麦克斯韦在这篇文章中写道："我企图把一个在空间画力线的清楚概念摆在一个几何学家的面前，并利用一个流体的流线的概念，说明如何画出这些流线来""力线的切线方向就是电场力的方向，力线的密度表示电场力的大小"．他企图阐明电力线和电力线所在空间之间的几何关系．他还试图通过类比凭借已知的力学公式推导出电磁学公式，寻求这两种不同的现象在数学形式上的类似．第二步，引出基本公式早在1842年，W·汤姆逊就曾把拉普拉斯的势函数的二阶微分方程，普遍用于热、电和磁的运动，建立了这三种相似现象的数学联系．1847年，他又在不可压缩流体的流线连续性基础上，论述了电磁现象和流体力学现象的共同性．麦克斯韦正是吸收了W·汤姆逊这种类比方法，把它发展成为研究各种力线的重要工具．例如麦克斯韦把电学中的势等效于流

电磁学的发展简史

电磁学的发展简史物理2009-12-02 20:43:20 阅读172 评论0 字号：大中小我国古代和古希腊，人类从生产实践和日常生活中便了解到电和磁的一些现象和知识。：春秋时代（公元前六百多年）十三世纪前后。欧洲学术复兴。通过实验研究自然规律蔚然成风。当时得到磁学实验，发现了磁石有两极，并命名为N极和S极，并通过实验证实了异性磁极相吸，同性磁极相斥。一根磁针断为两半时。每一半又各自成为一根独立的小磁针。但这股实验风气，立即遭到教廷中那些僧侣的反对，被压了下去。电和磁的研究又进入了停顿期。十六世纪。英国：吉尔伯特：发现了电和磁有一些不同的性质。制作了第一只实验用的验电器 1660年，德国工程师盖利克，发明了第一台较大的摩擦起电机，使较大量电荷的获得成为可能。 1729年，英国：格雷：发现了导体和绝缘体具有不同的导电特性，这为电荷的输运奠定了基础。 1733年，法国：杜费：发现了两种性质完全不同的电荷。 1745年：荷兰：物理学家穆欣布罗克：发明了莱顿瓶，为电荷的储存提供了有效的手段，也为电的进一步研究提供了条件。 1747年：美国：富兰克林：在杜费的基础上，引入了正电和负电的规定，为定量研究电现象提供了一个基础，具有重大的意义。他还认为。摩擦的作用是使电从一个物体转移到另一物体，而不是创造电荷；任何一与外界绝缘的体系中，电的总量使不变的。这就是通常所说的电荷守恒原理。电荷的获得、储存和传递为定量研究电现象提供了充分的条件。在认识了电荷分为正负两种，同性相斥异性相吸后，人们很快便转向研究电荷之间相互作用利的定量规律。 1750年，德国：埃皮诺斯：发现了两电荷之间的相互作用力随其距离的减小而增大的现象，但他没有深入的研究下去给出定量的规律。 1766年：德国：普里斯特利：通过一系列实验证明，带电的空心金属容器内表面上没有电荷，而且对内部空间没有任何电力作用，他做了猜测，认为电荷之间的作用力与万有引力相似，即与他们之间距离的平方成反比。但他仅仅停留在猜测阶段。 1769年：英国：罗宾逊：他通过实验测出两个同种电荷之间的排斥力与距离的2.06次方成反比，他进一步猜想正确的应当使平方反比关系。但他和普里斯特利的工作都没有受到当时科学界的足够重视。 1785年，法国：库仑：设计了精巧的扭秤实验，才直接测定了两个静止的同种点电荷之间的斥力与他们之间距离的平方成反比，与他们的电量乘积成正比。经过不断的探索，他又用电扭摆实验对吸引力测出了相同的结果。至此，库仑定律得到了世界公认，从而开辟了近代电磁理论研究的新纪元。（值得一提的是：在此之前1773年，英国科学家卡文迪许用数学方法得出了类似关系，但他得成果未公开发表，一直到1879年，才由英国物理学家麦克斯韦整理。注释出版了这些手稿） 1800年，意大利：伏打：制成了伏打电堆，这便是电池得原型。有了稳定得电源，就为人类从研究静电现象过渡到研究动电现象提供了坚实得技术基础。电磁学发展史中的典型事例 1755年，德国著名哲学家康德出版了《宇宙发展史概论》，书中提出了著名的星云假说。康德的星云假说能较好解释太阳系的某些现象。他认为，太阳系以及一切恒星都是由原始星云在引力和斥力的作用下逐渐聚集而成的。宇宙中的万事万物有生有死，而发展是永无止境的。恩格斯1875年为《自然辩证法》写的一篇导言中，给予康德的星云假说极高的评价。说它“包含着一切继续前进的起点。”因为既然地球是随着太阳系的形成而逐渐形成和发展起来的，那么，地球上的万物山川、动物和植物，自然也有它逐渐形成和发展的历史。“如果立即沿着这个方向坚决地继续研究下去，那么，自然科学现在就会进步得多。”康德的星云假说有力冲击了形而上学的机械自然观，是继哥白尼天文学革命后的又一次科学革命。 18世纪60年代，英国开始了工业革命，这也是近代以来的第一次技术革命。不过，在第一次工业革命期间，许多技术发明大都来源于工匠的实践经验，科学和技术尚未真正结合。总之，在18世纪中叶以前，自然科学研究主要是运用观察、实验、分析、归纳等经验方法达到记录、分类，积累现象知识的目的。在18世纪中叶以后，由于启蒙运动的发展，“自然科学便走进了理论的领域而在这里经验的方法就不中用了，在这里只有理性思维才能有所帮助。”理性思维就是对感性材料进行抽象和概括，建立概念，并运用概念进行判断和推理，提出科学假说，进而建立理论或理论体系。19世纪道尔顿的原子论，阿佛加德罗的分子学说，门捷列夫的元素周期律以及康德的星云假说开始都是以假说形式出现的。不过，康德的星云假说一开始没有得到人们的重视，直到19世纪，由于自然科学不断揭示出自然过程的辨证性质，才最终在哲学领域敲响了形而上学的丧钟。