北郵電路與信號第2章電磁學的發(fā)展歷史(文件)
【正文】 基礎上創(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。 ?法拉第根據(jù)大量實驗事實總結(jié)出了如下定律： ? 電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一閉合電路的磁通變化率成正比。 ? 人類社會從此邁進了電氣化時代。 36 亨利（ Joseph Henry，— ） 美國物理學家 1833年 楞茨定律 ? 法拉第只是定性地用文字表述了電磁感應現(xiàn)象。 ? 1833年楞次把他的工作總結(jié)在 《 論動電感應引起的電流的方向 》 一文中，指出感應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的原磁場的變化方向相反。 ? 他認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、電化學、靜電感應的研究中進一步深化和發(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。 1850年轉(zhuǎn)入劍橋大學三一學院數(shù)學系學習， 1854年以第二名的成績獲史密斯獎學金，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)他的關于電磁學的研究成果，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年受聘為劍橋大學新設立的卡文迪什實驗物理學教授，負責籌建著名的卡文迪什實驗室， 1874年建成后擔任這個實驗室的第一任主任。 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。 ?麥克斯韋明確地用數(shù)學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 《 論動電效應的傳播速度 》 一文中。赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時代的意義，它不僅證實了麥克斯韋發(fā)現(xiàn)的真理，更重要的是開創(chuàng)了 無線電電子技術 的新紀元。 52 ? 1861年貝爾發(fā)明了電話，作為收話機，它仍用于現(xiàn)代，而其發(fā)話機則被愛迪生的發(fā)明的碳發(fā)話機以及休士的發(fā)明的傳聲器所改進。無線電報的發(fā)明，開始了利用電磁波時代。 53 ? 1899年 , 無線電報跨越英吉利海峽的試驗成功； ? 1901年，跨越大西洋的 3200公里距離的試驗成功。 ? 1825年斯特金發(fā)明電磁鐵，為電的廣泛應用創(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)進行了有關電磁波特性的多方面實驗 48 赫茲 (H. R. Hertz, 1857—1894) 德國物理學家 49 赫茲的電磁波實驗裝置 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現(xiàn)象 》 的論文中， 總結(jié)了這個重要發(fā)現(xiàn)。 ? 他在紀念麥克斯韋的文集中寫道 ：“自從牛頓奠定理論物理學的基礎以來，物理學的公理基礎的最偉大的變革，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”。 ?通過對這個方程組的數(shù)學運算，麥克斯韋預言了電磁波的存在，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個方程，包括 20個變量。 ? 一個關于力線的機械模型，即電磁以太模型。 ? 麥克斯韋進一步討論了這兩類量的性質(zhì)。 42 “ 把數(shù)學分析和實驗研究聯(lián)合使用所得到的物理知識，比之一個單純實驗人員或單純的數(shù)學家能具有的知識更堅實，有益和鞏固。 1860年到倫敦國王學院任自然哲學和天文學教授。 自幼聰穎， 15歲就在愛丁堡皇家學會會刊上發(fā)表了一篇關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的定量規(guī)律。 ? 同年，亨利在用實驗證明不同長度的導線對電磁鐵的提舉力的影響時，發(fā)現(xiàn)了電流的自感現(xiàn)象：斷開通有電流的長導線可以產(chǎn)生明亮的火花。 34 ?電磁感應現(xiàn)象是電磁學中最重大的發(fā)現(xiàn)之一，它揭示了電、磁現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系。 ?法拉第的實驗大體上可以歸為兩類： ? 一類實驗是磁鐵與線圈有相對運動時，線圈中產(chǎn)生了電流； ?
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