电磁场的发展.doc

电磁场理论发展的历史回顾
第一部分概述
人类对电磁现象的认识经历了相当长的时间。静电现象与磁现象很早就引起了人们的注意,公元前六七百年就发现了磁石吸铁,磁石指南和摩擦生电现象。真正对电磁现象进行研究是从英国御医吉尔伯特开始,1600年他发表了《论磁,磁体和地球作为一个巨大的磁体》,开创了电磁现象研究的新纪元。
关于电和磁现象的系统研究,始于18世纪。1750年米切尔提出磁极间的作用力服从平方反比定律。1785年公布了用扭秤实验得到了电力的平方反比定律,即著名的库伦定律,使电磁学进入了定量研究的阶段。
1780年伽伐尼研究电对动物机体的作用,做了有名的伽伐尼实验,1800年伏打发明电堆,获得产生稳定电流的手段,这导致1820年奥斯特发现了电流的磁效应,使电磁学的研究从电磁分离跃至电磁相互联系的研究阶段,开始了电磁学的新纪元。此后,19世纪二三十年代成了电磁学大发展的时期。1831年法拉第发现了电磁感应现象,证实了电与磁的统一性,而麦克斯韦从理论上总结了法拉第的物理观念,用一套方程组概括实验上发现的电磁规律,建立了电磁场理论,并将光与电磁现象统一起来,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。
第二部分电磁场的早期研究
1. 中国古代的电磁学
a) 对磁现象的认识。
公元前4世纪左右成书的《管子》中有“上有磁石者,其下有黄金”,这是关于磁的最早记载。《吕氏春秋》中也曾写道“磁石召铁,或引之也”。磁石可以指南的性质是我国人民的重大的发现。北宋时期的政治家和科学家沈括,在《梦溪笔谈》中记有“方家以磁石磨针锋,则能指南”,此外,他还发现了地磁偏角。
b) 对于电现象的认识
从雷电和摩擦起电现象开始的。早在3000多年前的殷商时期,甲骨文中就有了“雷”及“电”的形声字。王充在《论衡,雷虚篇》中写道:“云雨至则雷电击”,明确地提出云与雷电之间的关系。《淮南子,坠行训》中提到:“阴阳相薄为雷,激扬为电”,即雷电是阴阳两气对立的产物。明代刘基也说:“雷者,天气之郁而激而发也。阳气困于阴,必破,迫及而迸,迸而声为雷,光为电。我国古代电磁现象的记载虽多,却仅停留在现象的描述上。
电磁现象的早期研究
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,展示了自己的科研成果。
静电学的早期研究
(1)1663年德国马德堡的盖立克制造了一种用摩擦产生大量电荷的起电机。
(2)1729年英国人格雷研究导电现象,做了人体带点实验,并把物体分成非电性物体和电性物体。
(3)1733年法国人杜菲通过实验发现电荷有两种:树脂型的和玻璃型的,即负电和正电。
(4)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。
(5)1746年美国人富兰克林对莱顿瓶的功效进行深入的分析,做了有名的“风筝实验”,证实了雷电也是一种电现象。
4. 定量研究的开端---库伦定律的发现(略)。
5. 电流磁效应的发现(见详细报告)。
第三部分电磁场及电磁波的由来
19世纪初,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。他深信电与磁有联系。终于在1920年4月发现当接通电源有电流通过导线时,导线附近的磁针会发