电磁理论的前期发展 与力学、热学不同，电磁学的发展虽起因于人类对自然现象的认识，但对电和磁的进一步研究却主要是在实验室里通过人为设计的实验进行的。从当时的科学水平和社会需求看，除了希望了解雷电的本质和航海需要指南外，很难找到当时研究电和磁的浓厚兴趣的社会需要。 电磁学研究完全出自科学家对自然奥秘的探索。

Presentation on theme: "电磁理论的前期发展 与力学、热学不同，电磁学的发展虽起因于人类对自然现象的认识，但对电和磁的进一步研究却主要是在实验室里通过人为设计的实验进行的。从当时的科学水平和社会需求看，除了希望了解雷电的本质和航海需要指南外，很难找到当时研究电和磁的浓厚兴趣的社会需要。 电磁学研究完全出自科学家对自然奥秘的探索。"— Presentation transcript:

1 电磁理论的前期发展 与力学、热学不同，电磁学的发展虽起因于人类对自然现象的认识，但对电和磁的进一步研究却主要是在实验室里通过人为设计的实验进行的。从当时的科学水平和社会需求看，除了希望了解雷电的本质和航海需要指南外，很难找到当时研究电和磁的浓厚兴趣的社会需要。 电磁学研究完全出自科学家对自然奥秘的探索。

2 一、电、磁的早期研究 1、英国物理学家、医生吉尔伯特（1544～1603）
把天然磁石磨制成球型，用小铁丝制成小磁针放在磁石球上面，发现小磁针的行为与指南针放在地球上的行为完全一样。 1600年出版《论磁》：发现南北极、同极相斥异极相吸、地磁及磁偏角；认为电、磁无关(影响至1820年)，根据是：摩擦起电，但不能生磁，电力可以消除，磁力不能。贡献：通过实验发现规律，使磁学由经验上升为科学(如伽利略对力学的贡献)。

3 2、1746年荷兰莱顿大学物理学教授马森布莱克(1692～1761)发明莱顿瓶蓄电。
把带电体放在玻璃瓶内可以把电保存下来。只是当时搞不清楚起保存电作用的究竟是瓶子还是瓶子里的水，后来人们就把这个蓄电的瓶子称作“莱顿瓶”，这个实验称为“莱顿瓶实验”。

4 二、静电学的建立 —— 库仑定律的发现 1766年普利斯特(德)利用静电力与万有引力类比，推测平方反比关系；1769约翰罗宾森(英)实验测得静电力反比于距离平方。1771年卡文迪许(英， )从实验得电荷分布在导体表面，并证明。 1785年库仑(法， )扭称实验测同号相斥，由偏转角得；扭摆实验测异号相吸，与万有引力比较，也得同样结果。

5 三、动电研究的开始——电流的发现 意大利波伦亚大学解剖学教授伽伐尼解剖青蛙发现蛙腿颤动，后反复实验均得，1791发表论文认为发现生物电。 伽伐尼

6 伏打的电堆 人类获得了电流，开始进入动电研究。
伏打(意 )开始赞同，重复实验并用莱顿瓶给青蛙放电，蛙腿同样颤动，后认识到是“接触电”，1793提出金属电，1800用锌片和铜片夹在盐水浸湿的纸片中，重复堆在一起，制成蓄电池——时称伏打电堆。 人类获得了电流，开始进入动电研究。

7 四、电生磁 1、电流磁效应现象 1731雷电使一箱刀叉带磁，1751富兰克林发现莱顿瓶放电使缝纫针磁化。
1744德国悬赏：电力和磁力是否存在实际的和物理的相似性？18世纪末19世纪初，康德哲学自然力统一、物质统一观点，思考、研究电和磁的统一问题。 奥斯特(丹麦， )信奉康德哲学，多年实验，1820.4发现电流的磁效应现象。

8 2、电的动力学 1820.9阿拉果在法国科学院报告电流磁效应。
安培(法， )马上重复实验，一周后提出右手定则，两周后发现二平行载流导线间的相互作用。安培用无定向称检验载流导线之间的相互作用力设计了四个实验，根据实验结果于年底提出安培定律。1821提出分子电流概念，提出“电动力学”。 意义：定量研究开始。 欧姆(德， ) 欧姆定律。

9 电磁理论的后期发展 1、法拉第 (1791-1867.08.25) 生平 一、法拉第的实验研究及磁生电
生于伦敦近郊的小村子，13岁当送报童、书店学徒，爱读书、爱听科普演讲。 1812秋听了大化学家戴维的四次报告，认真做笔记，后写信给戴维，自荐当他的实验助手。 1813年10月随戴维周游世界，学术考察18个月，回国后独立化学研究。1816年发表第一篇化学论文，以后又接连发表了几篇。电解定律。

10 1821年，结婚；当皇家研究院实验室主任，开始研究电与磁的关系问题。1824年当皇家学会会员。戴维投了唯一的反对票。1825皇家学会教授，年薪400英镑。婉拒重金聘请当顾问。
1851年被一致选为皇家学会会长。但坚决辞掉。 1858年，英女皇赠送大住宅，不要。 无子女。

11 2、法拉第在电磁学方面的贡献 1821—1831，研究10年，发现电磁感应。1831年起写《电学的实验研究》，1837、1844、1855分三卷出版。继续研究，1851年建立电磁感应定律。 提出场的概念并引进力线描述。 预见电磁场传播的非瞬时性。 ，“密封的信”，1938年才被发现启封。 发现电解定律，发现光偏振面的磁偏转，发现抗磁质。

12 3、法拉第工作的启示 伟大的实验物理学家 刻苦登攀的精神； 超前的科学思想； 高尚的品德； 数学能力的影响

13 二、麦克斯韦电磁场理论的建立 1、麦克斯韦(英，1831-1879)生平
出生于科学家家庭，从小出入皇家科学院，受到良好教育。15岁发表第一篇几何学论文。1850年入剑桥大学，数学家和物理学家。1860，拜访法拉第。 ，筹建卡文迪许实验室。 一生49年，写了100多篇论文。

14 2、关于电磁场理论的四篇论文 1855《论法拉第的力线》，几何角度 1862《论物理的力线》，物理角度，力学观点
1865《电磁场的动力理论》，提出20个方程，得到电磁波速度 1868《光的电磁理论》，光是电磁波 1873《论电磁场通论》。最后归纳，系统、严密。

15 电磁学发展的各个阶段 吉尔伯特→库仑→伽伐尼、伏打→ (1600) → (1785) → (1800) 奥斯特、安培→法拉第→麦克斯韦→赫兹
3、麦克斯韦的数学研究方法 电磁场理论的建立由法拉第奠基、麦克斯韦完成。 电磁学发展的各个阶段 吉尔伯特→库仑→伽伐尼、伏打→ (1600) → (1785) → (1800) 奥斯特、安培→法拉第→麦克斯韦→赫兹 (1820) → (1831) → (1865) → (1888)