北郵電路與信號(hào)第2章電磁學(xué)的發(fā)展歷史(文件)
【正文】 基礎(chǔ)上創(chuàng)建了力線思想和場的概念，為麥克斯韋電磁場理論奠定了基礎(chǔ)。 ?法拉第根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)總結(jié)出了如下定律： ? 電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，跟穿過這一閉合電路的磁通變化率成正比。 ? 人類社會(huì)從此邁進(jìn)了電氣化時(shí)代。 36 亨利（ Joseph Henry，— ） 美國物理學(xué)家 1833年 楞茨定律 ? 法拉第只是定性地用文字表述了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 ? 1833年楞次把他的工作總結(jié)在 《 論動(dòng)電感應(yīng)引起的電流的方向 》 一文中，指出感應(yīng)電流的方向是這樣確定的：它所產(chǎn)生的磁場方向與引起感應(yīng)的原磁場的變化方向相反。 ? 他認(rèn)為電荷和磁極周圍的空間充滿了力線，靠力線（包括電力線和磁力線）將電荷（或磁極）聯(lián)系在一起。 ? 39 ?法拉第是電磁場理論的奠基人，他首先提出了磁力線、電力線的概念，在電磁感應(yīng)、電化學(xué)、靜電感應(yīng)的研究中進(jìn)一步深化和發(fā)展了力線思想，并第一次提出場的思想，建立了電場、磁場的概念。 姆生運(yùn)用類比方法，把法拉第的力線思想轉(zhuǎn)變?yōu)槎康谋硎?，為麥克斯韋的工作提供了十分有益的經(jīng)驗(yàn)。 1850年轉(zhuǎn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院數(shù)學(xué)系學(xué)習(xí)， 1854年以第二名的成績獲史密斯獎(jiǎng)學(xué)金，畢業(yè)留校任職兩年。 1865年春辭去教職回到家鄉(xiāng)系統(tǒng)地總結(jié)他的關(guān)于電磁學(xué)的研究成果，完成了電磁場理論的經(jīng)典巨著 《 論電和磁 》 并于1873年出版， 1871年受聘為劍橋大學(xué)新設(shè)立的卡文迪什實(shí)驗(yàn)物理學(xué)教授，負(fù)責(zé)籌建著名的卡文迪什實(shí)驗(yàn)室， 1874年建成后擔(dān)任這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的第一任主任。 在這篇論文中，他發(fā)展了 姆生的類比方法。 43 ?隔了 5年以后，麥克斯韋又回過來研究電磁理論，寫了第二篇論文，題為 《 論物理力線 》 。 ? 提出光波就是電磁波的理論：“光本身乃是以波的形式在電磁場中按電磁規(guī)律傳播的一種電磁振動(dòng)。 ?麥克斯韋明確地用數(shù)學(xué)公式把它們表示出來，從而得到了電磁場的普遍方程組 —— 麥克斯韋方程組。 46 ?麥克斯韋在電磁理論方面的工作可以和牛頓在力學(xué)理論方面的工作相媲美。這次革命的最大部分出自麥克斯韋。 50 ?1888年 1月，赫茲將這些成果總結(jié)在 《 論動(dòng)電效應(yīng)的傳播速度 》 一文中。赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時(shí)代的意義，它不僅證實(shí)了麥克斯韋發(fā)現(xiàn)的真理，更重要的是開創(chuàng)了 無線電電子技術(shù) 的新紀(jì)元。 52 ? 1861年貝爾發(fā)明了電話，作為收話機(jī)，它仍用于現(xiàn)代，而其發(fā)話機(jī)則被愛迪生的發(fā)明的碳發(fā)話機(jī)以及休士的發(fā)明的傳聲器所改進(jìn)。無線電報(bào)的發(fā)明，開始了利用電磁波時(shí)代。 53 ? 1899年 , 無線電報(bào)跨越英吉利海峽的試驗(yàn)成功； ? 1901年，跨越大西洋的 3200公里距離的試驗(yàn)成功。 ? 1825年斯特金發(fā)明電磁鐵，為電的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了條件。由法拉第開創(chuàng)，麥克斯韋總結(jié)的電磁理論，至此才取得決定性的勝利。 ?此開始直到 1888年，赫茲集中力量持續(xù)進(jìn)行了有關(guān)電磁波特性的多方面實(shí)驗(yàn) 48 赫茲 (H. R. Hertz, 1857—1894) 德國物理學(xué)家 49 赫茲的電磁波實(shí)驗(yàn)裝置 用來檢測電磁波的 有缺口金屬環(huán)狀線圈 ? 1887年 11月 5日，赫茲在寄給亥姆霍茲一篇題為 《 論在絕緣體中電過程引起的感應(yīng)現(xiàn)象 》 的論文中， 總結(jié)了這個(gè)重要發(fā)現(xiàn)。 ? 他在紀(jì)念麥克斯韋的文集中寫道 ：“自從牛頓奠定理論物理學(xué)的基礎(chǔ)以來，物理學(xué)的公理基礎(chǔ)的最偉大的變革，是由法拉第和麥克斯韋在電磁現(xiàn)象方面的工作所引起的”。 ?通過對(duì)這個(gè)方程組的數(shù)學(xué)運(yùn)算，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，電磁波的傳播速度同光速一樣。 ?在這篇論文中，麥克斯韋提出了電磁場的普遍方程組，共 20個(gè)方程，包括 20個(gè)變量。 ? 一個(gè)關(guān)于力線的機(jī)械模型，即電磁以太模型。 ? 麥克斯韋進(jìn)一步討論了這兩類量的性質(zhì)。 42 “ 把數(shù)學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)研究聯(lián)合使用所得到的物理知識(shí)，比之一個(gè)單純實(shí)驗(yàn)人員或單純的數(shù)學(xué)家能具有的知識(shí)更堅(jiān)實(shí)，有益和鞏固。 1860年到倫敦國王學(xué)院任自然哲學(xué)和天文學(xué)教授。 自幼聰穎， 15歲就在愛丁堡皇家學(xué)會(huì)會(huì)刊上發(fā)表了一篇關(guān)于二次曲線作圖問題的論文，已顯露出出眾的才華。麥克斯韋正是繼承和發(fā)展了法拉第的場的思想，為之找到了完美的數(shù)學(xué)表示形式從而建立了電磁場理論。他以豐富的想象力闡述電磁作用的本質(zhì)。后被稱為楞次定律，這一定律表明，電磁感應(yīng)現(xiàn)象也是尊從能量守恒定律的。 1845年才由紐曼（ ， 1798— 1895）以定律的形式提出電磁感應(yīng)的定量規(guī)律。 ? 同年，亨利在用實(shí)驗(yàn)證明不同長度的導(dǎo)線對(duì)電磁鐵的提舉力的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)了電流的自感現(xiàn)象：斷開通有電流的長導(dǎo)線可以產(chǎn)生明亮的火花。 34 ?電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中最重大的發(fā)現(xiàn)之一，它揭示了電、磁現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系。 ?法拉第的實(shí)驗(yàn)大體上可以歸為兩類： ? 一類實(shí)驗(yàn)是磁鐵與線圈有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生了電流； ?
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