电磁学的发展课件

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1、从摩擦起电和磁石引铁开始从摩擦起电和磁石引铁开始 前前6 6、7 7 世纪：发现磁石吸铁、磁石指南、摩擦生电。世纪：发现磁石吸铁、磁石指南、摩擦生电。16001600年：英国人吉尔伯特出版磁石，年：英国人吉尔伯特出版磁石，认为认为电和磁是电和磁是截然无关的现象截然无关的现象。16601660年：格里凯发明年：格里凯发明摩擦起电机摩擦起电机17451745年：发明年：发明莱顿瓶莱顿瓶。 3.1历史概述17501750年：米切尔年：米切尔提出提出磁极之间的作用力服从平方磁极之间的作用力服从平方反比定律。反比定律。17851785年：年：库仑库仑公布了用扭秤实验公布了用扭秤实验得到得到电力的平方电力

2、的平方反比定律。反比定律。17801780年：伽伐尼年：伽伐尼发现动物电发现动物电18001800年：伏打年：伏打发明电堆发明电堆18201820年：奥斯特年：奥斯特发现电流的磁效应发现电流的磁效应。3.1历史概述18201820年：安培提出右手定则，解释地磁起因，年：安培提出右手定则，解释地磁起因，建建立了安培定律立了安培定律。18311831年：法拉第年：法拉第发现电磁感应发现电磁感应，证实了，证实了电与磁的电与磁的统一性统一性。电磁的近距作用理论。电磁的近距作用理论。18261826年：确定年：确定欧姆定律欧姆定律。1865 1865 ：麦克斯韦建立电磁场理论，预测了光的电：麦克斯韦建立

3、电磁场理论，预测了光的电磁性质磁性质大综合大综合。3.1历史概述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。从摩擦起电和磁石引铁开始。指南针。司南司南，春秋战国，春秋战国16001600年，英国医生年，英国医生吉尔伯特吉尔伯特(William Gilbert, (William Gilbert, 154015401603)1603)作出了第一批系统的研究工作。出版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了英国的第一部科学著作磁石磁石。16601660年左右，德国科学家格里凯年左右，德国科学家格里凯(1602(16021686)1686)发发明摩擦起电机（带有转动轴

4、的硫磺球）。明摩擦起电机（带有转动轴的硫磺球）。17291729年，英国的格雷（年，英国的格雷（1670167017361736），引入导体），引入导体概念概念17331733年，法国的杜菲（年，法国的杜菲（1698169817391739）发现绝缘的）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。体都可以摩擦起电。3.2早期的磁学和电学研究对磁现象的研究对磁现象的研究-“-“小地球小地球”实验：实验： 在论磁性、磁体和巨大地磁体书中，记录了他把一在论磁性、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

5、表面，发现小磁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。斥，异性磁极相吸。莱顿瓶莱顿瓶 1745 1745年，荷兰莱顿大学教授年，荷兰莱顿大学教授马森布洛克马森布洛克（Musschenbrock)Musschenbrock)发发明了收集电荷的莱顿瓶明了收集电荷的莱顿瓶。17461746年：德国的年：德国的克莱斯特克莱斯特和荷兰和荷兰穆欣布罗克穆欣布罗克几乎同时发

6、明几乎同时发明莱顿瓶莱顿瓶一种储存电的玻璃瓶。一种储存电的玻璃瓶。17461746年：富兰克林（年：富兰克林（1706170617901790）近）近1010年的电学研究。年的电学研究。证明闪电是一种电现象证明闪电是一种电现象从云中收集电荷给莱顿瓶从云中收集电荷给莱顿瓶充电充电, ,得到电火花，证明天电和地电一致。得到电火花，证明天电和地电一致。发现了电荷守恒定律发现了电荷守恒定律1750年，年，“电不因摩擦玻璃电不因摩擦玻璃管而创生，而只是从摩擦者转移到了玻璃管，摩擦者管而创生，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失去的电与玻璃管获得的电严格相同”电荷守恒电荷

7、守恒原理。原理。3.2早期的磁学和电学研究3.3库仑定律的发现17551755年，富兰克林发现，电荷只分布在导体表面，导体内部没年，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。有静电效应。17671767年，的普列斯特利年，的普列斯特利( (英，英，173317331804)1804)推论：推论：“电的吸引遵电的吸引遵从与万有引力相同的定律从与万有引力相同的定律”17711771年，卡文迪什（英，年，卡文迪什（英，1731-18101731-1810）由电荷只分布在带电体）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

8、很可能反比于电荷间距离的平方距离的平方”。卡文迪什在电学方面的绝大部分研究成果都没。卡文迪什在电学方面的绝大部分研究成果都没有及时发表有及时发表, ,对于电学研究的历史发展没有起到实际的作用。对于电学研究的历史发展没有起到实际的作用。17851785年至年至17891789年间，法国军事工程师库仑（年间，法国军事工程师库仑（1736173618061806）通过扭秤实验和电摆实验研究了静电的排斥力和吸引力，通过扭秤实验和电摆实验研究了静电的排斥力和吸引力，发表了发表了4 4篇关于电学研究的论文，得出库仑定律。库仑还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

9、出了同距离平分别通过扭秤法和摆动法来测定磁力，也得出了同距离平方成反比的规律。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3.3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）年，伽伐尼（意）在青蛙身上发现在青蛙身上发现“动物电动物电”电流。电流。电流的发现，把电学的研究工作从静电推电流的发现，把电学的研究工作从静电推进到动电的领域。进到动电的领域。电池的发明：意大利物理学家伏打（电池的发明：意大利物理学家伏打（A. Volta, 1745-1827A. Volta, 1745-1

10、827）17921792年，重复了伽伐尼的实验。年，重复了伽伐尼的实验。否定了伽伐尼动物电说。认为电来自两否定了伽伐尼动物电说。认为电来自两种不同金属的接触。种不同金属的接触。只要将相联接的两种金属浸在液体或潮湿的物质中，只要将相联接的两种金属浸在液体或潮湿的物质中，就会产生电势差。就会产生电势差。18001800年，制成了伏打电池。年，制成了伏打电池。得到了拿破仑授予的金质奖章。并成为法国得到了拿破仑授予的金质奖章。并成为法国科学院的院士。科学院的院士。伏打的电堆伏打的电堆能够提供莱顿瓶无法给出的持续而强大的电流能够提供莱顿瓶无法给出的持续而强大的电流，为研究电流，为研究电流的各种效应提供了

11、条件。从此电学进入了飞速发展时期。的各种效应提供了条件。从此电学进入了飞速发展时期。3.4动物电的研究和伏打电堆的发明出出 生生 :1745年 2月 18日 米兰公国科莫逝逝 世世 :1827年 3月 5日 （82岁） 伦巴第-威尼斯王国科莫职业职业:物理学家目前已知的全球第一个电池Drawing of Alessandro Voltasvoltaic pile, invented in 1800,the firstelectric battery. Itwasbuilt of many individual cells,each consisting of a disk ofcopper a

12、nd a disk of zinc orsilver separated by a disk ofclothsoakedinacidorbrine.A23cellpilelikethiswouldhaveproducedaround36volts.Alterations:removedcaptionVoltasoriginalillustationofa Crown of Cups and aVoltaicpilebatteries.Publishedin18003.5电流的磁效应吉尔伯特吉尔伯特正确地区分了电力和磁力，但把它们视正确地区分了电力和磁力，但把它们视作作无关的两种现象无关的两种现

13、象。这种认识持续了二百多年。这种认识持续了二百多年。1735年，一份刊物上记载了雷电使刀、年，一份刊物上记载了雷电使刀、钢针磁化钢针磁化的现象的现象。1751年，富兰克林也发现了用莱顿瓶放电的方法年，富兰克林也发现了用莱顿瓶放电的方法可以可以使钢针磁化或退磁使钢针磁化或退磁。18201820年年丹麦物理学家丹麦物理学家奥斯特奥斯特(1777(17771851)1851)发现电流的磁效应。发现电流的磁效应。电磁学进入到一个迅速发展的时期。电磁学进入到一个迅速发展的时期。3.5电流的磁效应l18121812年年，奥斯特发表了，奥斯特发表了关于化学力和电力的同一性的研关于化学力和电力的同一性的研究究

14、，总结了他关于电、伽伐尼电流、磁、光、热及化学，总结了他关于电、伽伐尼电流、磁、光、热及化学亲和力的研究成果。亲和力的研究成果。推测电流或许就会产生磁效应推测电流或许就会产生磁效应。l18201820年年4 4月，奥斯特在一次讲课中月，奥斯特在一次讲课中，发现磁针在通电导线，发现磁针在通电导线的作用下动了一下的作用下动了一下! !这才恍然大悟，原来以前总把电流的这才恍然大悟，原来以前总把电流的磁力想象为纵向，实际应为横向。经过反复实验，查明了磁力想象为纵向，实际应为横向。经过反复实验，查明了电流具有磁效应。电流具有磁效应。18201820年年7 7月月2121日，发表了日，发表了电流对磁针电流

15、对磁针的作用的实验的作用的实验。重大意义：重大意义：l第一个解释出了电与磁之间的内在联系。第一个解释出了电与磁之间的内在联系。l为电报和电机的发明开辟了道路。为电报和电机的发明开辟了道路。l为电磁场理论的发展奠定了基础。为电磁场理论的发展奠定了基础。 3.5电流的磁效应奥斯特的发现奥斯特的发现与牛顿力学的基本原理是尖与牛顿力学的基本原理是尖锐矛盾的锐矛盾的。牛顿力学认为自然界的力只能是作用于物牛顿力学认为自然界的力只能是作用于物体连线上的吸引或排斥体连线上的吸引或排斥“中心力中心力”，奥，奥斯特的所发现斯特的所发现“旋转力旋转力”。打破了电与磁的无关性的传统信条打破了电与磁的无关性的传统信条。

16、3.5电流的磁效应3.6安培奠定电动力学基础奥斯特的新发现使法国的安培、阿拉果、毕奥、奥斯特的新发现使法国的安培、阿拉果、毕奥、萨伐尔等人作出迅速反应。萨伐尔等人作出迅速反应。安培的一篇论文（安培的一篇论文（9月月18日）：提出了著名的日）：提出了著名的右手右手定则定则；还提出；还提出磁铁类似于有电流流通的线圈磁铁类似于有电流流通的线圈。用。用实验证明了实验证明了线圈对磁铁有作用线圈对磁铁有作用，进而又考察了，进而又考察了线线圈之间的相互作用圈之间的相互作用。在发现圆电流的相互作用后，。在发现圆电流的相互作用后，安培转而研究安培转而研究线电流的相互作用线电流的相互作用。 为了把一切磁的现象都归

17、结为电流间的相互作为了把一切磁的现象都归结为电流间的相互作用，安培提出了著名的用，安培提出了著名的分子电流假说分子电流假说。这是一。这是一个超越了他的时代的假说。个超越了他的时代的假说。3.6安培奠定电动力学基础安培定律的提出安培定律的提出为解释奥斯特效应，为解释奥斯特效应，安培把磁的本质归结为电流安培把磁的本质归结为电流，认为所，认为所有电磁作用都是电流与电流的作用，称为有电磁作用都是电流与电流的作用，称为“电动力电动力”。为了把当时已发现的电磁作用定律综合成一个系统的理论为了把当时已发现的电磁作用定律综合成一个系统的理论体系，安培像牛顿把质量分解为无数质点那样，把电流设体系，安培像牛顿把质

18、量分解为无数质点那样，把电流设想为无数想为无数电流元电流元的集合，认为只要找到电流元之间相互作的集合，认为只要找到电流元之间相互作用力的关系式，就可以通过数学方法推导出所有电磁现象用力的关系式，就可以通过数学方法推导出所有电磁现象的定量结果。的定量结果。安培认为最核心的概念应该是与质点相对应的实体安培认为最核心的概念应该是与质点相对应的实体“电流电流元元”以及它们之间超距作用的有心力，他把这种理论称之以及它们之间超距作用的有心力，他把这种理论称之为为“电动力学电动力学”。3.6安培奠定电动力学基础从从1820年年10月开始寻找月开始寻找“电流元电流元”之间的作用力公之间的作用力公式式1820年

19、年12月月4日，提出了著名的安培定律日，提出了著名的安培定律又一个平方反比规律的发现，是人们对大自然力之间又一个平方反比规律的发现，是人们对大自然力之间的内在联系有了一个新的认识。安培的工作，为以后的内在联系有了一个新的认识。安培的工作，为以后电动力学的研究和发展，开拓了一个新的基础。电动力学的研究和发展，开拓了一个新的基础。1827年，安培才推导出安培定律中的系数年，安培才推导出安培定律中的系数K。3.6安培奠定电动力学基础安培一开始就决心严格地参照牛顿力学的全安培一开始就决心严格地参照牛顿力学的全套方法处理电磁现象。他说：套方法处理电磁现象。他说：“首先观察事首先观察事实，尽可能地变换条件

20、以精确的测量来实现实，尽可能地变换条件以精确的测量来实现这一步，以便推导出以经验为唯一基础的一这一步，以便推导出以经验为唯一基础的一般定律，并独立于所有关于产生现象的力的般定律，并独立于所有关于产生现象的力的性质的假说来推导这些力的数学值，也就是性质的假说来推导这些力的数学值，也就是获得表示它们的公式。这就是牛顿所走过的获得表示它们的公式。这就是牛顿所走过的道路，也是对物理学作出重大贡献的法兰西道路，也是对物理学作出重大贡献的法兰西学术界近年普遍遵循的途径。同样，它也引学术界近年普遍遵循的途径。同样，它也引导着我全力投入到电动力学现象的研究中。导着我全力投入到电动力学现象的研究中。”他所说的他

21、所说的“牛顿所走过的道路牛顿所走过的道路”，即从观，即从观察运动现象入手，通过精确的实验研究以察运动现象入手，通过精确的实验研究以找到关于力的规律，然后再以这些力的规找到关于力的规律，然后再以这些力的规律对有关自然现象作出解释和预测。所以律对有关自然现象作出解释和预测。所以安培认为最核心的概念应该是与质点相对安培认为最核心的概念应该是与质点相对应的实体应的实体“电流元电流元”以及它们之间超距作以及它们之间超距作用的有心力，他把这种理论称之为用的有心力，他把这种理论称之为“电动电动力学力学”。安培安培 (1775-1836)3.6安培奠定电动力学基础麦克斯韦对安培的评价：麦克斯韦对安培的评价：“

22、安培借以建立电流之间机械作用定律的实验研究，是科学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上最辉煌的成就之一” 。“整个的理论和实验看来似乎是从整个的理论和实验看来似乎是从这位这位电学中的牛顿电学中的牛顿 的头脑中跳出来的并且已经成熟和完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。式的关系式，由之可以导出一切现象。”3.6安培奠定电动力学基

23、础欧姆，德国人，家境贫困，中断大学学业后当欧姆，德国人，家境贫困，中断大学学业后当了中学老师。后被慕尼黑大学任命为教授。了中学老师。后被慕尼黑大学任命为教授。3.7欧姆定律的发现欧姆欧姆在傅里叶的热传导理论的启发下在傅里叶的热传导理论的启发下进行电学研究。进行电学研究。傅里叶假设导热杆中两点之间的热流量与这两点的温度差成傅里叶假设导热杆中两点之间的热流量与这两点的温度差成正比，然后用数学方法建立了热传导定律。欧姆将付里叶在正比，然后用数学方法建立了热传导定律。欧姆将付里叶在热学中提出的热流、热阻，热学中提出的热流、热阻，类比类比电学中的电流、电阻，温度电学中的电流、电阻，温度差类比电势差，猜想

24、导线中两点之间电流也许正比于这两点差类比电势差，猜想导线中两点之间电流也许正比于这两点的某种推动力之差。欧姆称之为电张力（的某种推动力之差。欧姆称之为电张力（electric electric tensiontension）。）。通过实验验证，在通过实验验证，在18261826年发现了欧姆定律年发现了欧姆定律，由此与电流相关，由此与电流相关的物理量可以测定和推出。的物理量可以测定和推出。3.7欧姆定律的发现欧姆开始用伏打电堆作电源。欧姆开始用伏打电堆作电源。1821 年塞贝克发明温差电年塞贝克发明温差电偶后，改用温差电偶做电源。偶后，改用温差电偶做电源。1826 年年，欧姆先后发表了，欧姆先后

25、发表了两篇论文两篇论文。第一篇题为：。第一篇题为：论论金属传导接触电的定律及伏打仪器和希外格尔倍加器的理金属传导接触电的定律及伏打仪器和希外格尔倍加器的理论论，报导了他的实验结果。第二篇题为，报导了他的实验结果。第二篇题为由伽伐尼电力由伽伐尼电力产生的电现象的理论产生的电现象的理论，仿照傅里叶的热传导理论，从理仿照傅里叶的热传导理论，从理论上推出欧姆定律论上推出欧姆定律。1827 年，欧姆发表年，欧姆发表用数学推导的伽伐尼电路用数学推导的伽伐尼电路一书，一书，严格推导了电路定律。严格推导了电路定律。 3.7欧姆定律的发现小结吉尔伯特：正确地区分了电力和磁力的同时，认为电和磁吉尔伯特：正确地区分

26、了电力和磁力的同时，认为电和磁是两种截然无关的现象，是两种截然无关的现象，这个论断影响了二百多这个论断影响了二百多年年。1660年，德国格里凯发明摩擦起电机。年，德国格里凯发明摩擦起电机。德国克莱斯特和荷兰穆欣布罗克于德国克莱斯特和荷兰穆欣布罗克于1745、1746年发明年发明莱莱顿瓶顿瓶，提供了储存电的有效方法。，提供了储存电的有效方法。1746年，富兰克林证明了年，富兰克林证明了证明天电和地电的一致证明天电和地电的一致。发现了。发现了电荷守恒定律电荷守恒定律 。1767年，英国普列斯特利推论：年，英国普列斯特利推论：“电的吸引遵从与万有引电的吸引遵从与万有引力相同的定律，即按距离的平方而变

27、化力相同的定律，即按距离的平方而变化”他是真正从实他是真正从实验结果出发进行科学论证而验结果出发进行科学论证而提出电力反平方律的第一人提出电力反平方律的第一人。1771年，年，卡文迪什卡文迪什已推测出已推测出电力电力 “很可能很可能反比于电荷间距离的平方反比于电荷间距离的平方”。17851789年，年，库仑库仑得出完整的得出完整的库仑定律库仑定律。静电力平方反比定律的实验验证工作，一直静电力平方反比定律的实验验证工作，一直进行着。进行着。1971年测量出年测量出，同，同2的差值约小于的差值约小于310-16 。1791年伽伐尼发现电流，年伽伐尼发现电流，从静电到动电从静电到动电。1792-18

28、00，伏打发明，伏打发明电堆电堆。1820年，奥斯特发现年，奥斯特发现电流的磁效应电流的磁效应，电磁，电磁学研究进入一个迅速发展的时期。学研究进入一个迅速发展的时期。 奥斯特的发现引起的普遍思考：奥斯特的发现引起的普遍思考：能不能用磁体使导线中产生出电流来？迈克尔迈克尔法拉第法拉第(Michael Faraday,17911867)19世纪电磁学领域最伟大的实验物理学家世纪电磁学领域最伟大的实验物理学家。铁匠的儿子，兄妹铁匠的儿子，兄妹10人。小学没毕业就失学，当了装订工。人。小学没毕业就失学，当了装订工。后成为戴维助手。后成为戴维助手。1821年受任为皇家研究所试验室主任。年受任为皇家研究所

29、试验室主任。1824年被选为皇家学会会员。年被选为皇家学会会员。1825年任皇家研究院院长。年任皇家研究院院长。 3.8电磁感应的发现法拉第的贡献主要贡献主要贡献n发现电磁感应；发现电磁感应；n提出力线的思想，为场的理论建立作出贡献；提出力线的思想，为场的理论建立作出贡献；n对光的磁化、电流的化学现象、反磁性发现等有独到见解。对光的磁化、电流的化学现象、反磁性发现等有独到见解。广泛的研究课题广泛的研究课题 铁合金研究（铁合金研究（18181824）；氯和碳的化合物（）；氯和碳的化合物（1820）；）；电磁转动（电磁转动（1821）；气体液化（）；气体液化（1823，1845）；光学玻璃）；光学

30、玻璃（18251831）；苯的发现（）；苯的发现（1825）；电磁感应现象）；电磁感应现象（1831）；不同来源的电的同一性（）；不同来源的电的同一性（1832）；电化学分解）；电化学分解（1832年起）；静电学，电介质（年起）；静电学，电介质（1835年起）；气体放电年起）；气体放电（1835年）；光、电和磁（年）；光、电和磁（1845年起）；抗磁性（年起）；抗磁性（1845年年起）；起）；“射线振动思想射线振动思想”（1846年起）；重力和电（年起）；重力和电（1849年起）；时间和磁性（年起）；时间和磁性（1857年起）。年起）。3.8电磁感应的发现1830年以前，法拉第主要是一位化学家

31、年以前，法拉第主要是一位化学家 。具有卓越。具有卓越的化学才能和工艺才能。的化学才能和工艺才能。化学著作：化学著作：1827年出版年出版化学操作化学操作（六百多页）。（六百多页）。电学和其他研究之外唯一的书。电学和其他研究之外唯一的书。3.8电磁感应的发现其他人关于电磁感应的探索：其他人关于电磁感应的探索：菲涅耳、安培、阿拉果、科拉顿等。菲涅耳、安培、阿拉果、科拉顿等。3.8电磁感应的发现日内瓦年轻的科拉顿（日内瓦年轻的科拉顿（Jeans Deniel Colladon, 18021892）在）在1825年曾试图用年曾试图用一块磁铁在螺线管中移动使线圈中产生出感应电流。为了排除磁铁移动对灵敏电

32、流一块磁铁在螺线管中移动使线圈中产生出感应电流。为了排除磁铁移动对灵敏电流计的影响，他用很长的导线把连接于螺线管的电流计放在另一个房间内，他在两个计的影响，他用很长的导线把连接于螺线管的电流计放在另一个房间内，他在两个房间里跑来跑去进行实验和观察房间里跑来跑去进行实验和观察3.8电磁感应的发现电磁感应的发现：电磁感应的发现：1831年年8月月29日，日，当开关合上当开关合上有电流通过线圈有电流通过线圈A的瞬间，小磁针发生了偏转，的瞬间，小磁针发生了偏转，随随后又停在原来的位置上后又停在原来的位置上.。法拉第想到这就是他。法拉第想到这就是他寻找近十年的由磁产生电流的现象，并称之为寻找近十年的由磁

33、产生电流的现象，并称之为“伏打电感应伏打电感应”。3.8电磁感应的发现10月月17日，他在一个圆纸筒上绕了多层线圈，将日，他在一个圆纸筒上绕了多层线圈，将一个圆柱形的磁棒插入线圈的一端。然后把磁棒一个圆柱形的磁棒插入线圈的一端。然后把磁棒迅速地插入螺线圈中，这时线圈所连的电流计的迅速地插入螺线圈中，这时线圈所连的电流计的指针动了；抽出磁棒时指针动了；抽出磁棒时.。每次把磁棒塞进或抽。每次把磁棒塞进或抽出时，这种效应都会重现，这就是所谓出时，这种效应都会重现，这就是所谓“磁电感磁电感应应”现象。现象。1831年年11月月24日，向皇家学会提交报告，把这种现象定名日，向皇家学会提交报告，把这种现象

34、定名为为“电磁感应电磁感应”，并概括了，并概括了五种类型：五种类型：变化的电流，变化变化的电流，变化的磁场，运动的稳恒电流，运动的磁铁，磁场中运动的导的磁场，运动的稳恒电流，运动的磁铁，磁场中运动的导体。体。1831年年11月和月和1832年年1月，提出了月，提出了“电紧张态电紧张态”和和“磁力磁力线线”两个新概念两个新概念。 通过对实验现象的思考，意识到了磁力通过对实验现象的思考，意识到了磁力线的传播是需要时间的。引入了线的传播是需要时间的。引入了“电力线电力线”的概念，设想的概念，设想电力也像磁力一样是通过力线传播的。电力也像磁力一样是通过力线传播的。18511851年，年，论文论文论磁力

35、线论磁力线，系统地阐述了他所用到的概，系统地阐述了他所用到的概念，念，总结了电磁感应定律总结了电磁感应定律。3.8电磁感应的发现法拉第的力线思想：法拉第的力线思想：电荷和磁极周围的空间充满了力线，靠力线将电荷（或磁极）联系在一起。力线就象是从电荷（或磁极）发出、又落到电荷（或磁极）的一根根皮筋一样，具有在长度方向力图收缩，在侧向力图扩张的趋势。法拉第力线的实质是场，是近距理论的核心。3.8电磁感应的发现铁屑显示的磁力线。取自法拉第的实验笔记，他在笔记中铁屑显示的磁力线。取自法拉第的实验笔记，他在笔记中把铁屑固定下来。这种图象帮助法拉第证明和发展了场的把铁屑固定下来。这种图象帮助法拉第证明和发展

36、了场的概念概念 。3.8电磁感应的发现他设想，在带电体、磁体和电流周围的空间存在着某种由他设想，在带电体、磁体和电流周围的空间存在着某种由电或磁产生的电或磁产生的象以太那样的连续介质象以太那样的连续介质，起着传递电力和磁，起着传递电力和磁力的媒介作用，并称其为力的媒介作用，并称其为“电场电场”和和“磁场磁场”。第一次提。第一次提出的作为出的作为近距作用近距作用的的“场场”的概念。的概念。类比流体力学类比流体力学，对场的物理图象作了直观的描述。他，对场的物理图象作了直观的描述。他关于关于力线和场的概念，对传统的科学观念是一个重大突破力线和场的概念，对传统的科学观念是一个重大突破，把，把近距媒递作

37、用观念引进了物理学中，近距媒递作用观念引进了物理学中，对电磁学以及整个物对电磁学以及整个物理学的发展都产生了深远的影响理学的发展都产生了深远的影响。劳厄：。劳厄：“正确理解电磁正确理解电磁现象的带路人现象的带路人”。 3.8电磁感应的发现1845年，他用强电磁铁进行实验发现，物质对磁年，他用强电磁铁进行实验发现，物质对磁力的作用类似于介质对电力的作用。力的作用类似于介质对电力的作用。定义了定义了“抗抗磁体磁体”和和“顺磁体顺磁体”。并发现，无论是在顺磁体。并发现，无论是在顺磁体或抗磁体中，磁力线都是连续的曲线，不存在作或抗磁体中，磁力线都是连续的曲线，不存在作为为“极极”的力线的终点。的力线的

38、终点。 3.8电磁感应的发现1833年年11月，楞茨（俄）得出月，楞茨（俄）得出“楞茨定律楞茨定律” 。1847年年,赫姆霍兹揭示出，楞茨定律正是赫姆霍兹揭示出，楞茨定律正是电磁现象电磁现象符合能量转化与守恒定律的具体表现符合能量转化与守恒定律的具体表现。 3.8电磁感应的发现五十年代，法拉第的科学活动能力有所减弱。五十年代，法拉第的科学活动能力有所减弱。他力图找出他力图找出重力和电之间的相互作用重力和电之间的相互作用，结果是否定的。但这种探索从，结果是否定的。但这种探索从法拉第到爱因斯坦，法拉第到爱因斯坦，一直到现在仍在继续进行一直到现在仍在继续进行。18621862年（年（7171岁），做

39、了最后一批实验，试图发现磁场对放岁），做了最后一批实验，试图发现磁场对放在磁场内的在磁场内的光源光源发出的光线的影响，未有结果。原因是仪发出的光线的影响，未有结果。原因是仪器还不够灵敏，不能探测到这种微细的效应。器还不够灵敏，不能探测到这种微细的效应。3434年后，塞年后，塞曼直接从阅读法拉第的实验计划受到启发，他用更精密的曼直接从阅读法拉第的实验计划受到启发，他用更精密的仪器重新做实验，发现了仪器重新做实验，发现了塞曼效应塞曼效应。3.8电磁感应的发现3.8电磁感应的发现法拉第的研究思路法拉第的研究思路对自然力的统一性、可转化性坚信不移对自然力的统一性、可转化性坚信不移：“我早已我早已持有一

40、种见解，持有一种见解，即物质之力所表现出来的各种形即物质之力所表现出来的各种形式具有普遍的起源。式具有普遍的起源。”3.8电磁感应的发现2146. 长期以来，我就持有一种观点，几乎是一种长期以来，我就持有一种观点，几乎是一种信仰，我相信其他许多爱好自然知识的人也会共同信仰，我相信其他许多爱好自然知识的人也会共同有的，就是有的，就是物质的力表现出来时所具有的各种形态，物质的力表现出来时所具有的各种形态，都有一个共同的根源都有一个共同的根源，或者换句话说，它们是相互，或者换句话说，它们是相互直接联系的，也是相互依赖的，所以它们似乎是可直接联系的，也是相互依赖的，所以它们似乎是可以相互转化的，而且它

41、们的作用的本领是等效的。以相互转化的，而且它们的作用的本领是等效的。现在它们相互转化的证据已积累到庞大的程度，因现在它们相互转化的证据已积累到庞大的程度，因而可以开始确定它们的等效力。而可以开始确定它们的等效力。 3.8电磁感应的发现法拉第的非凡才智法拉第的非凡才智丰富的想象力丰富的想象力加上足智多谋的实验才能，工加上足智多谋的实验才能，工作热情和相应的耐性，能够迅速地分辨假象作热情和相应的耐性，能够迅速地分辨假象与真正发现的能力，与真正发现的能力，统观一切的广阔视野统观一切的广阔视野。他还具有一些健全的他还具有一些健全的哲学思想哲学思想，他的深刻的，他的深刻的几何学上和空间上的洞察力，以及善

42、于持久几何学上和空间上的洞察力，以及善于持久思考的能力，思考的能力，正好补偿了他数学上的不足正好补偿了他数学上的不足。 3.8电磁感应的发现“我一直冥思苦索什么是使哲学家获得成功的条件。我一直冥思苦索什么是使哲学家获得成功的条件。是勤奋和是勤奋和坚韧精神加上良好的感觉能力和机智吗？坚韧精神加上良好的感觉能力和机智吗？难道适度的自信和认难道适度的自信和认真精神不是必要的条件吗？真精神不是必要的条件吗？许多人的失败难道不是因为他们所许多人的失败难道不是因为他们所向往的是猎取名望，而不是纯真地追求知识，以及因获得知识向往的是猎取名望，而不是纯真地追求知识，以及因获得知识而使心灵得到满足的快乐吗？而使

43、心灵得到满足的快乐吗？我相信，我已见到过许多人，他我相信，我已见到过许多人，他们是矢志献身于科学的高尚的和成功的人，他们为自己获得了们是矢志献身于科学的高尚的和成功的人，他们为自己获得了很高名望，但是还有一种他们朝思暮想的名声和奖赏，这就是很高名望，但是还有一种他们朝思暮想的名声和奖赏，这就是世界对他们的赞扬和奖赏。因此在他们心灵上总是存在着妒忌世界对他们的赞扬和奖赏。因此在他们心灵上总是存在着妒忌或后悔的阴影，我不能设想一个人有了这种感情能够作出科学或后悔的阴影，我不能设想一个人有了这种感情能够作出科学发现。至于天才及其威力，可能是存在的，我也相信是存在的，发现。至于天才及其威力，可能是存在

44、的，我也相信是存在的，但是，我长期以来为我们实验室寻找天才却从未找到过。不过但是，我长期以来为我们实验室寻找天才却从未找到过。不过我看到了许多人，如果他们真能严格要求自己，我想他们已成我看到了许多人，如果他们真能严格要求自己，我想他们已成为有成就的实验哲学家了。为有成就的实验哲学家了。” 3.8电磁感应的发现缺陷缺陷法拉第提出了法拉第提出了“力线力线”和和“场场”这样深刻这样深刻而伟大的思想，但而伟大的思想，但未能把他的成果用数学未能把他的成果用数学术语概括为精确的定量理论术语概括为精确的定量理论，他的形象直，他的形象直观的表述也被科学界看作是缺乏理论的严观的表述也被科学界看作是缺乏理论的严谨

45、性。谨性。3.8电磁感应的发现法拉第在科学上没有直接的学生和合作者。他的工作方法，法拉第在科学上没有直接的学生和合作者。他的工作方法，尤其是他思考物理问题的方法，都妨碍了他建立自己的学尤其是他思考物理问题的方法，都妨碍了他建立自己的学派。派。形式数学知识的缺乏，加上他的丰富和敏捷的想象力，形式数学知识的缺乏，加上他的丰富和敏捷的想象力，使他难于和别人进行学术交往。使他难于和别人进行学术交往。只有麦克斯韦能够真正地只有麦克斯韦能够真正地探测出他的思想。探测出他的思想。“我从来没有学生来帮助我我从来没有学生来帮助我，我总是自己动手准备实验和，我总是自己动手准备实验和做实验，一边工作，一边思考。我认

46、为我不能和别人一起做实验，一边工作，一边思考。我认为我不能和别人一起工作，或者把所想的讲出来，或者及时地解释我的思想。工作，或者把所想的讲出来，或者及时地解释我的思想。有时我和我的助手一起在实验室里好几小时或好几天，他有时我和我的助手一起在实验室里好几小时或好几天，他准备讲演用的仪器，或者做清洗工作，我们之间几乎不说准备讲演用的仪器，或者做清洗工作，我们之间几乎不说一句话。一句话。 ”3.8电磁感应的发现1813年起，法拉第总共工作了年起，法拉第总共工作了40多年。多年。1860年年前前后后法法拉拉第第的的研研究究活活动动结结束束时时，写写下下8册册日日记记，达达到到一一万万六六千千多多条条，

47、记记录录他他的的研研究究成成果果、计计划划、设设想想和和实实验验经经过过、成成功功经经验验、失败教训。失败教训。 电电磁磁学学方方面面的的工工作作，汇汇总总在在巨巨著著电电学学的的实实验验研研究究中中，共共30篇篇，3362条条。全全书书几几乎乎没没有有一一个个数数学学公公式式，详详尽尽描描述述了了他他的的各各个个实实验验，深刻分析了它们的物理实质。深刻分析了它们的物理实质。3.8电磁感应的发现高度评价高度评价他他的的敏敏捷捷和和活活跃跃的的品品质质，难难以以用用言言语语形形容容。他他的的天天才才光光辉辉四四射射，使使他他的的出出现现呈呈现现出出智智慧慧之之光光，他他的的神神态态有有一一种种独

48、独特特之之美美，这这有有幸幸在在他他家家里里 - 皇皇家家学学院院见见过过他他的的任任何何人人都都会会感感觉觉到到的的，从思想最深刻的哲学家到最质朴的儿童。从思想最深刻的哲学家到最质朴的儿童。 开尔文开尔文一生最大的发现一生最大的发现，是发现了法拉第。，是发现了法拉第。 戴维戴维我我们们把把法法拉拉第第首首先先看看作作是是科科学学家家中中最最有有成成效效最最高高尚尚的的典典型型。麦克斯韦麦克斯韦铁铁匠匠的的儿儿子子法法拉拉第第，在在青青年年时时代代的的早早期期，作作过过装装订订工工人人的的学学徒徒，临临死死时时是是所所有有科科学学学学会会的的会会员员，是是那那时时物物理理学学家家公公认认的的领

49、领袖袖。 斯托列托夫斯托列托夫3.8电磁感应的发现3.9电磁理论的两大学派大陆派电动力学大陆派电动力学：主张超距论，没有场的概念主张超距论，没有场的概念安培的超距电动力学安培的超距电动力学：理论不能说明电磁感应，也没有包括库仑定律，对静电领域无能为力。18461846年，德国的韦伯年，德国的韦伯：提出“电的力学的一般法则”，把库仑的静电力、安培的电动力和法拉第的电磁感应力统一于一个公式中。韦伯把电流看作是由数量相等的正负两种电荷在同一导线上沿相反方向以同一速度运动构成的，突破了经典力学的中心力概念。1845184518481848年，德国的纽曼年，德国的纽曼：在超距作用力的基础上运用安培的电动

50、力学，发展了电磁感应理论，第一次给这个定律确定了数学形式。法拉第学派法拉第学派：主张近距作用和力线的思想主张近距作用和力线的思想( (场的观念场的观念) )。高斯高斯曾企图把通过介质传递电作用的过程表示成数学公式，没有取得成功。18531853年，德国数学家黎曼年，德国数学家黎曼曾用弹性以太模型说明电磁现象，提出了电力传播方程。麦克斯韦麦克斯韦继承了法拉第的力线思想和近距作用观点，同时吸取了大陆派电动力学的成果，创建了电磁场理论。3.9电磁理论的两大学派建立经典电动力学，统一了建立经典电动力学，统一了电、磁、光现象。电、磁、光现象。统计力学的创建人之一。统计力学的创建人之一。与牛顿、爱因斯坦齐

51、名。与牛顿、爱因斯坦齐名。Maxwell麦克斯韦麦克斯韦(James Clerk Maxwell, 1831-1879)3.10麦克斯韦电磁场理论的建立法拉第法拉第十九世纪最伟大的实验物理学家十九世纪最伟大的实验物理学家麦克斯韦麦克斯韦十九世纪十九世纪最伟大的理论物理学家最伟大的理论物理学家。现代电学理论的现代电学理论的奠基人奠基人，热力学和统计力学的，热力学和统计力学的创创建者之一建者之一。 普朗克：普朗克：“麦克斯韦的光辉名字麦克斯韦的光辉名字将永远镌刻在经将永远镌刻在经典物理学家的门扉上，永放光芒。从生地来说，典物理学家的门扉上，永放光芒。从生地来说，他属于爱丁堡；从个性来说，他属于剑桥

52、大学；他属于爱丁堡；从个性来说，他属于剑桥大学；从功绩来说，他属于全世界从功绩来说，他属于全世界”。1831年年6月月13日出生于爱丁堡。日出生于爱丁堡。1847年年入入爱爱丁丁堡堡大大学学，三三年年后后转转入入剑剑桥桥大大学学学学习习数数学学，威威廉廉汤汤姆姆孙孙当当时时已已是是这这个个学学院院的的教教授授。1854年年以以一一等等优优异异成成绩绩毕毕业业,留校任教。留校任教。曾曾在在阿阿伯伯丁丁和和伦伦敦敦的的国国王王学学院院执执教教. 在在父父亲亲1865年年死死后后即即回回苏格兰家乡继承产业，并从事个人研究。苏格兰家乡继承产业，并从事个人研究。1871年年，被被说说服服返返剑剑桥桥大大

53、学学，受受聘聘创创建建剑剑桥桥大大学学卡卡文文迪迪什什实实验室验室，并任，并任第一任主任第一任主任。1879年年11月月5日，麦克斯韦在剑桥死于癌症，日，麦克斯韦在剑桥死于癌症，年仅年仅48岁岁。 3.10麦克斯韦电磁场理论的建立麦克斯韦第一任卡文迪许教授,立下了建设实验室的宗旨:“主的作为是精深博大的,发掘你所感兴趣的东西吧!”(圣经名言,刻在实验室的大门上)在在剑剑桥桥时时，打打下下了了扎扎实实的的数数学学基基础础，为为数数学学分分析析和和实实验验研研究究紧紧密密结结合合创创造造了了条条件件。阅阅读读了了W.汤汤姆姆生生的的科科学学著著作作，十十分分赞赞同同法法拉拉第第提提出出的的新新观观

54、点点，精心研究法拉第的精心研究法拉第的电学的实验研究电学的实验研究。以以法法拉拉第第的的力力线线概概念念为为指指导导，透透过过这这些些似似乎乎杂杂乱乱无无章章的的实实验验记记录录，看看出出了了它它们们之之间间实实际际上上贯贯穿穿着着一些简单的规律。一些简单的规律。3.10麦克斯韦电磁场理论的建立依据依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等法拉第等前人的一系列发现和实验成果。前人的一系列发现和实验成果。建立了建立了第一个完整的电磁理论体系；第一个完整的电磁理论体系；预言了预言了电磁波的存在；电磁波的存在；揭示了揭示了光和电磁现象本质的统一性；光和电

55、磁现象本质的统一性；完成了完成了物理学的物理学的又一次大综合又一次大综合。奠定了现代的电。奠定了现代的电力、电子和无线电的基础。力、电子和无线电的基础。在天体物理学、气体分子运动论、统计物理学在天体物理学、气体分子运动论、统计物理学等方面，也作出了卓越的成绩。等方面，也作出了卓越的成绩。3.10麦克斯韦电磁场理论的建立麦克斯韦麦克斯韦建立了建立了完整的电磁理论体系；完整的电磁理论体系；预言了预言了电磁波的存在；电磁波的存在；揭示了揭示了光的电磁本性；光的电磁本性；完成了完成了物理学的物理学的第二次大综合第二次大综合；奠定了现代电力、电子和无线电奠定了现代电力、电子和无线电的基础。的基础。库仑高

56、斯高斯欧姆欧姆安培安培毕奥、奥、萨伐伐尔法拉第法拉第1234563.10麦克斯韦电磁场理论的建立麦克斯韦电磁场理论的建立过程麦克斯韦电磁场理论的建立过程W汤姆逊以理论物理学家的素养，对法拉第的理汤姆逊以理论物理学家的素养，对法拉第的理论进行了类比研究和数学概括，有力地支持了法论进行了类比研究和数学概括，有力地支持了法拉第通过力线表达出来的近距作用观点，为麦克拉第通过力线表达出来的近距作用观点，为麦克斯韦电磁学数学理论的研究提供了方向性和方法斯韦电磁学数学理论的研究提供了方向性和方法论的启示。论的启示。3.10麦克斯韦电磁场理论的建立麦克斯韦电磁场理论的建立过程麦克斯韦电磁场理论的建立过程第一篇

57、论文论法拉第力线论法拉第力线（1856年）。法拉第的力线概念获得了精确的数学表述，并由此导出了库仑定律和高斯定律。只是限于把法拉第的思想翻译成数学语言，还没有引导到新的结果。 认识到类比只能对各种物理现象的共性作出几何学的抽象。电磁现象有别于流体力学现象，电与磁也各有其特殊的性质。3.10麦克斯韦电磁场理论的建立第二篇论文论物理力线论物理力线（1861年）。从物理的角度研究法拉第力线，提出力线的机械模型电磁以太模型电磁以太模型。提出位移电流和涡旋电场两大重要假设。取得了对电磁现象认识的决定性突破，为最终创立电磁场理论奠定了基础。进一步发展了法拉第的思想，扩充到磁场变化产生电场，而且得到了新的结

58、果：电场变化产生磁场，由此预言了电磁波的存在，并证明了这种波的速度等于光速，揭示了光的电磁本质。包括了麦克斯韦研究电磁理论达到的主要结果。 第三篇论文电磁场的动力学理论电磁场的动力学理论( (1864年)。运用场论观点，以演绎法建立了系统的电磁理论。用场的用场的观点总结了电磁理论观点总结了电磁理论，构建了全新的理论框架。从他的方程组直接推导出磁干扰传播的波动方程，证明了磁扰动的横波性质，并再次证明了这个传播速度就等于韦伯实验中的数值。他写道：“这个速度与光的速度如此接近，因而我们有充分理由得出结论说，光本身（包括热辐射和其他辐射）是一种电磁扰动，它按照电磁定律以波的形式通过电磁场传播。”3.1

59、0麦克斯韦电磁场理论的建立18731873年出版年出版电磁通论电磁通论。集电磁学大成的划时代著作，全面地总结了19世纪中叶以前对电磁现象的研究成果，建立了完整的电磁理论体系。这是一部可以同牛顿的自然哲学的数学原理、达尔文的物种起源和赖尔的地质学原理相媲美的里程碑式的著作。3.10麦克斯韦电磁场理论的建立18561856年年论法拉第力线论法拉第力线。运用类比方法研究法拉第力线，成功地实现了关于法拉第力线的数学表述。18611861年年论物理力线论物理力线。从物理的角度去研究法拉第力线，提出一个关于力线的机械模型，即电磁以太模型电磁以太模型。创造性地提出位移电流和涡旋电场的两大重要假设。取得了对电

60、磁现象认识的决定性突破，为最终创立电磁场理论奠定了基础。18651865年年电磁场的动力学理论电磁场的动力学理论。用场的观点总结了电磁理论用场的观点总结了电磁理论，构建了全新的理论框架。从他的方程组直接推导出磁干扰传播的波动方程，证明了磁扰动的横波性质，并再次证明了这个传播速度就等于韦伯实验中的数值。3.10麦克斯韦电磁场理论的建立1856年1861年年1865年年论法拉第力线论法拉第力线。运用类比方法研究法拉第力线，成功地实现了关于法拉第力线的数学表述。论物理力线论物理力线。从物理的角度去研究法拉第力线，提出一个关于力线的机械模型，即电磁电磁以太模型以太模型。创造性地提出位移电流和涡旋电场的

61、两大重要假设。取得了对电磁现象认识的决定性突破，为最终创立电磁场理论奠定了基础。电磁场的动力学电磁场的动力学理论理论。用场的观用场的观点总结了电磁理论点总结了电磁理论，构建了全新的理论框架。从他的方程组直接推导出磁干扰传播的波动方程，证明了磁扰动的横波性质，并再次证明了这个传播速度就等于韦伯实验中的数值。Process3.10麦克斯韦电磁场理论的建立麦克斯韦成功的基本要素麦克斯韦成功的基本要素1.寻找不同现象之间的联系联系。2.重视科学方法方法的应用。“为了采用某种物理知识而获得物理思想，我们应当了解物理相似性的存在。利用这种类似，可以用其中之一，说明其中之二。”3.想象力丰富，大胆猜测假设。

62、4.对理论完美和谐的不懈追求。他认为：自然界是和谐的，一种反映自然规律的理论，如果框架上不完善，不和谐，也就意味着要进一步改进和探索。3.10麦克斯韦电磁场理论的建立麦克斯韦麦克斯韦成功的要素成功的要素寻找不同现象之间的联系联系重视科学方法方法的应用。“为了采用某种物理知识而获得物理思想，我们应当了解物理相似性的存在。”想象力丰富，大胆猜测假设。对理论完美和谐的不懈追求。他认为：自然界是和谐的，一种反映自然规律的理论，如果框架上不完善，不和谐，也就意味着要进一步改进和探索。3.10麦克斯韦电磁场理论的建立麦克斯韦理论麦克斯韦理论完美的对称性完美的对称性电场和磁场的对称性电场和磁场的对称性空间和

63、时间的对称性空间和时间的对称性 3.10麦克斯韦电磁场理论的建立3.11赫兹发现电磁波实验德国物理学家，生于汉堡。德国物理学家，生于汉堡。基尔霍夫和亥姆霍兹的学基尔霍夫和亥姆霍兹的学生。生。18881888年，用实验证实了电年，用实验证实了电磁波的存在。磁波的存在。于于18941894年元旦因血中毒逝年元旦因血中毒逝世，世，年仅年仅3636岁岁。n赫兹赫兹 (Heinrich Rudolf (Heinrich Rudolf Hertz,1857Hertz,18571894)1894)贡献及意义贡献及意义最伟大的贡献是最伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在用实验证实了电磁波的存在。由法拉第开创，

64、麦克斯韦总结的电磁理论，至此由法拉第开创，麦克斯韦总结的电磁理论，至此才取得才取得决定性的胜利决定性的胜利。18881888年是近代科学史上的年是近代科学史上的一座里程碑。一座里程碑。赫兹的发现具有划时代意义赫兹的发现具有划时代意义：证实了麦克斯韦的：证实了麦克斯韦的理论，开创了无线电电子技术的新纪元。理论，开创了无线电电子技术的新纪元。3.11赫兹发现电磁波赫兹之前的工作：赫兹之前的工作：赫姆霍茨在赫姆霍茨在18471847年得出结论：莱顿瓶的放电具有振荡年得出结论：莱顿瓶的放电具有振荡的性质；的性质；18531853年，年，W W汤姆逊对这个现象给予了数学处理。汤姆逊对这个现象给予了数学处

65、理。18791879年，柏林科学院年，柏林科学院有奖征文有奖征文：“用实验建立电磁力用实验建立电磁力和绝缘体介质极化的关系和绝缘体介质极化的关系”，要求证明以下假设：，要求证明以下假设：（1 1）如果位移电流存在，必定会产生磁效应；（）如果位移电流存在，必定会产生磁效应；（2 2）变化的磁力必定会使绝缘体介质产生拉移电流；（变化的磁力必定会使绝缘体介质产生拉移电流；（3 3）在空气或真空中，上述两个假设同样成立。成为赫兹在空气或真空中，上述两个假设同样成立。成为赫兹进行电磁波实验的先导。进行电磁波实验的先导。3.11赫兹发现电磁波实验赫兹的研究：赫兹的研究：18851885年：利用振荡线圈发现

66、当初级绕组中输入一个脉动电年：利用振荡线圈发现当初级绕组中输入一个脉动电流时，次级绕组两端的狭缝中间便会产生电火花流时，次级绕组两端的狭缝中间便会产生电火花电磁电磁共振现象共振现象。18861886年：设计出电磁波检验器，确证了年：设计出电磁波检验器，确证了“电磁感应是以波电磁感应是以波动形式在空气中传播的。动形式在空气中传播的。”18871887：设计出：设计出“感应平衡器感应平衡器”，确证了确证了“位移电流位移电流”的存的存在在。18881888年年3 3月：月：确证了电磁波的速度等于光速确证了电磁波的速度等于光速。成果总结在。成果总结在论动电效应的传播速度论动电效应的传播速度一文中。一文

67、中。3.11赫兹发现电磁波实验电磁波的应用：电磁波的应用：俄国科学家俄国科学家波波夫波波夫（1859185919061906）首获成功。）首获成功。19011901年，年，马马可尼可尼成功实现了跨越大西洋的无线电通讯，电磁波传递的成功实现了跨越大西洋的无线电通讯，电磁波传递的莫尔斯电码清晰地在莫尔斯电码清晰地在36003600千米以外的大西洋彼岸被接收到。千米以外的大西洋彼岸被接收到。马可尼获得了马可尼获得了19091909年的诺贝尔物理学奖。年的诺贝尔物理学奖。19101910年，美国出现无线电广播。年，美国出现无线电广播。无线电报无线电报(1901)(1901)广播广播(1906)(190

68、6)电话电话(1916)(1916)传真传真(1923)(1923)电视电视(1929)(1929)微波微波(1933)(1933)雷达雷达(1935)(1935)卫星通卫星通讯讯3.11赫兹发现电磁波实验3.11赫兹发现电磁波实验爱迪生（爱迪生（1827-1931） ：在专利局的发明有：在专利局的发明有1328项，平均项，平均15天一项发明天一项发明。3.11赫兹发现电磁波实验3.12麦克斯韦电磁场理论的发展MaxwellMaxwell未决重大问题：未决重大问题：电磁场是怎样产生的？电磁场是怎样产生的？麦克斯韦之后的工作：麦克斯韦之后的工作：18701870年，赫姆霍兹用能量守恒原理讨论电磁

69、场。年，赫姆霍兹用能量守恒原理讨论电磁场。1884188418901890年，赫兹完善麦克斯韦理论年，赫兹完善麦克斯韦理论18921892年，洛伦兹作出重大修正，提出经典电子论年，洛伦兹作出重大修正，提出经典电子论电子的运动是一切电磁场的根源电子的运动是一切电磁场的根源。洛仑兹的洛仑兹的主要贡献磁光研究；补充和发展了经典的电磁学理论，创立了经典电子论；确定了电子在磁场中所受的力，即“洛仑兹力”；提出了“洛仑兹变换”，为爱因斯坦创建“狭义相对论”开辟了道路爱因斯坦称洛仑兹为“我们时代最伟大、最高尚的人”。3.12麦克斯韦电磁场理论的发展经过几百年的发展，科学大厦即将完工；经典物理学的困难：物理学

70、革命孕育在经典物理学内部英国皇家学会（TheRoyalSociety）简介一个独立的、享有慈善机构特权的组织，一个独立的、享有慈善机构特权的组织，世界上历史最长世界上历史最长而又从未中断过的科学学会。而又从未中断过的科学学会。起全国科学院的作用。起全国科学院的作用。创建于创建于16601660年年1111月月2828日。当时日。当时1212名哲学家发起成立名哲学家发起成立“一所一所学院推广数理试验的学习学院推广数理试验的学习”。16631663年第二个英皇宪章中，学会被称为年第二个英皇宪章中，学会被称为“推广自然知识的推广自然知识的伦敦皇家学会伦敦皇家学会”（The Royal Society

71、 of London for The Royal Society of London for Improving Natural KnowledgeImproving Natural Knowledge）。）。自自19151915年以来，历任会长都是诺贝尔奖金获得者年以来，历任会长都是诺贝尔奖金获得者。现有现有14001400名院士及外国成员。院士来自英国及英联邦的著名院士及外国成员。院士来自英国及英联邦的著名科学家、工程师和科技人员。名科学家、工程师和科技人员。现任会长：里斯勋爵。现任会长：里斯勋爵。20052005年年1111月月-。位于伦敦的皇家学会会所位于伦敦的皇家学会会所参考文献从落体到无线电波从落体到无线电波经典物理学家和他经典物理学家和他们的发现们的发现. 美美埃米里奥埃米里奥赛格雷著赛格雷著 一些网址1.电流磁效应的发现有什么重要意义电流磁效应的发现有什么重要意义?2.简述法拉第电磁学研究的主要成就和对物简述法拉第电磁学研究的主要成就和对物理学发展的贡献。理学发展的贡献。3.麦克斯韦电磁场理论综合了哪些人的成果麦克斯韦电磁场理论综合了哪些人的成果？他们分别作出了哪些贡献？他们分别作出了哪些贡献？ 作业作业