电磁学开展简史 一. 前期的电磁学研讨 前期的电磁学研讨比较零星，下面依照时刻次序将首要事情列出如下： 1650 年，德国物理学家格里凯 在对静电研讨的根底上，制造了第一台冲突起电机。1720 年，格雷研讨了电的传导现象，发现了导体与绝 缘体的差异，一起也发现了静电感应现象。1733 年，杜菲经过试验区分出两种电荷，称为松脂电和玻璃电， 即现在的负电和正电。他还总结出静电彼此作用的根本特征，同性排挤，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晰一种能存储电荷的设备－莱顿瓶，它和起电机相同，含义重 大，为电的试验研讨供给了根本的试验东西。1752 年，美国科学家富兰克林对放电现象进行了研讨，他冒 着生命危险进行了闻名的风筝试验，发明晰避雷针。 1777 年，法国物理学家库仑经过研讨毛发和金属丝的改变弹性而发明晰扭秤，如图 2 所示。1785－1786 年，他用这种扭秤丈量了电荷之间的作用力，而且从牛顿的万有引力规则得到启示，用类比的办法得到了 电荷彼此作用力与间隔的平反成反比的规则，后来被称为库仑规律。 在前期的电磁学研讨中，还值得说到的一个科学家是我们都已经在中学物理讲义中学过的欧姆规律的 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 常识，并教给少年时期的欧姆，唤起了欧姆对科学的爱好。16 岁时他进入埃尔兰根大学研讨数学、物理与 哲学，由于经济困难，半途缀学，到 1813 年才完结博士学业。欧姆是一个很有天才和科学志向的人，他 长时间担任中学教师，由于短少材料和仪器，给他的研讨工作带来不少困难，但他在孤单与困难的环境中始 终持之以恒地进行科学研讨，自己着手制造仪器。 欧姆对导线中的电流进行了研讨。他从傅立叶发现的热传导规则遭到启示，导热杆中两点间的暖流正 比于这两点间的温度差。因而欧姆以为，电流现象与此相似，猜测导线中两点之间的电流或许正比于它们 之间的某种驱动力，即现在所称的电动势，而且花了很大的精力在这方面进行研讨。开端他用伏打电堆作 电源，可是由于电流不稳定，作用欠好。后来他承受他人的主张改用温差电池作电源，然后确保了电流的 稳定性。可是怎么丈量电流的巨细，这在其时仍是一个没有解决的难题。开端，欧姆使用电流的热效应， 用热胀冷缩的办法来丈量电流，但这种办法难以得到准确的成果。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，奇妙地规划了一个电流扭秤，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。当导线中经过电流时，磁针的偏转角与导线中的电流成正比。试验中他用粗细相同、长度不 同的八根铜导线进行了丈量，得出了欧姆规律，也便是经过导体的电流与电势差成正比与电阻成反比。这 个成果发表于 1826 年，次年他又出书了《关于电路的数学研讨》，给出了欧姆规律的理论推导。 欧姆规律发现初期，许多物理学家不能正确理解和点评这一发现，并遭到置疑和尖利的批判。研讨成 果被忽视，经济极端困难，使欧姆精力郁闷。直到 1841 年英国皇家学会颁发他最高荣誉的科普利金牌， 才引起德国科学界的注重。 二.安培和法拉第奠定了电动力学根底 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。其试验示意图如图 4 所 示，当导线通电流时，小磁针发生了偏转。这个音讯传到巴黎后，启示了法国物理学家安培。他考虑，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 试验，几天后向巴黎科学院提交了第一篇论文，提出了磁针滚动方向与电流方向的联系，便是我们在高中 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，他评论了平行载流导线之间的 彼此作用问题。一起，他还发现假如给两个螺线管通电流，它们就会象两个条形磁铁相同彼此招引或许排 斥。1822 年，安培在试验的根底上，以紧密数学方式表述了电流发生磁力的根本规律，即安培规律。该定 律标明，两个电流元的作用力与它们之间间隔的平方成反比，与库仑规律很相似，可是它们作用力的方向 却要由右手定则来判别。安培经过研讨电流和磁铁的磁力状况，他以为磁铁的磁力在本质上和电流的磁力 是相同的，提出了闻名的安培分子电流假说。如图 5 所示，该假说以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摆放共同时，就体现出微观磁性。这一假 说在其时不被人们垂青，一向到了 70 年后人们才真的发现了这种带电粒子，证明晰安培假说的正确性。 已然电流有磁效应，那么磁是否也会有电流效应呢？依据物理的彼此作用原理，这个成果应该是明显 的，因而不少人为此做了许多试验，企图发现磁的电流效应。可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现。 法拉第，1791 年 9 月 22 日生在一个手艺工人家庭，家里人没有特别的文明，而且较为赤贫。法拉第 的父亲是一个铁匠。法拉第小时分遭到的学校教育是很差的。十三岁时，他就到一家装订和出售书本兼营 文具生意的铺子里当了学徒。但异乎寻常的是他除了装订书本外，还常常阅览它们。他的老板也鼓舞他， 有一位顾客还送给了他一些听伦敦皇家学院演说的听讲证。1812 年冬天一天，合理拿破仑的戎行在俄罗斯 平原上遭到溃败的时分，一位二十一岁的青年人来到了伦敦皇家学院，他要求和闻名的院长戴维碰头说话。 作为自荐书，他带来了一本簿子，里边是他听戴维演说时记下的笔记。这本簿子装订得规整漂亮，这位青 年给戴维留下了很好的形象。戴维正好短少一位帮手，不久他就雇用了这位申请者，从此，法拉第开端步 入科学的殿堂。 法拉第是一个巨大的试验物理学家，他在电磁学方面的首要奉献便是现在称之为法拉第电磁感应规律， 而且提出了力线和场的概念。前面说到的

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