文档介绍：电磁学课件
ism Teaching materials
物理与机电工程学院
林福忠
电磁学的研究对象及发展简史:
电磁学是经典物理学的一部分。它主要研究电荷、电流产生电场、磁场的规律,电场和磁场的相互联系,电磁场对电荷、电流的作用,以及电磁场对物质的各种效应等。电磁现象是自然界存在的一种极为普遍现象,它涉及到很广泛的领域,电的研究和应用在认识客观世界和改造客观世界中展现了巨大的活力。因此,电磁学课程是理科和技术学科的一门重要基础课。
任何一门科学都有其发展史,都是人类长期实践活动和理论思维的产物。回顾科学发展的历史可以使我们看清楚,在荒漠的知识原野上如何建造起庄严的科学大殿,从而获得科学方法论上的教益。
人类有关电磁现象的认识可追溯到公元前600年。
公元前585年,希腊哲学家泰勒斯(Tahales)就知道摩擦过的琥珀能吸引小物体以及磁石相互吸引。现在西方拼音文字中“电”一词,如英文electricity等都是由希腊文的ηλεκτρον(琥珀)一词转化而来;现在西方文字中“磁学”一词,ism的来源,有人认为是古希腊色萨利的麦格尼西亚地方出产的一种石头,能互相吸引,人们把这种石头叫做麦格尼西亚,后来人们把这种石头叫做麦格尼特。
我国古代人民对电磁现象的认识曾有过重要贡献。春秋时代的《管子·地数》(公元前600多年)中有“上有慈石者,其下有铜金”是我载;东汉已有指南针的前身司南勺;比欧洲更早,在北宋时,我国已有利用地磁场进行人工磁化制作指南鱼或用磁石麽针尖制作指南针,并用于航海;南宋,文天祥在《扬子江》一诗中写道:“臣心一片磁针石,不指南方不肯休。”后来(也在1276年),他就把他的诗集命名为《指南录》,可见在当时,磁针指南在我国知识界已是普通常识了;晋朝(公元三世纪)还有关于摩擦起电引起放电现象的详细记载,“今人梳头,解著衣,有随梳解结,有光者,亦有咤声”。
1269年发现磁石有两极,
仿照地理学,把球形磁石上的两极分别叫N和S极
1646年英文里的electricty一词出现
1733年迪费(Du Fay ,1698-1739)发现电有两种
1736年导体(conductor)一词的出现
1785年库仑(. Coulomb)定律
1821年安培(. Ampere)分子电流假说,认为物质的磁性来源于它的分子磁性,而分子磁性则来源于分子内部有一种永远流动的电流——分子电流(也有人把它叫做安培电流)
1820年毕奥—-萨伐尔( — )定律,电流产生磁场的基本规律
1826年欧姆()定律,在我们今天看来,欧姆定律是电学里最简单的定律,可是,在历史上,它的建立和被接受,确是很不容易的事,在欧姆创立欧姆定律时,不仅没有测量电位差和电阻等物理量的仪器,而且连这些物理量的概念都不清楚,所以困难是很大的,物理学上的开创性工作往往是这样的。
1828年格林()定律,他是一位自学成才的数学家,发展了泊松关于电学和磁学的理论。格林是用泊松用过的位函数来处理问题的,他把这个函数取名为“位函数”(potential function).
1831年法拉第()发现电磁感应,他得知奥斯特发现电流磁效应的消息后,就想到,既然电能够产生磁,反过来,磁也应当能够产电。他感到,既然电荷能在导体上产生感应电荷,电流也应该能在导体上产生感应电流,他就是本着这种信念从事实验研究的。
1834年楞次()定律
1839年高斯()定律,把库仑定律提到了新的高度,成为后来麦克斯韦方程的基础之一。
1840年焦耳()定律
1843年电荷守恒定律
1864年麦克斯韦()方程组和电磁波,1864年12月8日 Maxwell在英国皇家学会宣读了他的总结性论文《电磁场的动力学理论》(A Dynamical Theory of the ic Field)这篇文章总结了他十年间的研究成果。其中包括了我们今天熟悉的麦克斯韦方程组的分量形式。18世纪初,英吉利海峡两岸的自然哲学家们都以极大热情在电学这片未被开垦的处女地里辛勤耕耘,但研究的风格却迥然不同。英国学者偏重于实验和应用,法国学者更倾向于电现象理论的探索。
这与当时英国正在进行工业革命而法国酝酿着启蒙运动有关。从1785年(我国清代乾隆五十年),到1864年(我国清朝同治三年)麦克斯韦方程出世,人类花了七十九年的时间,终于发现了电磁现象的基本规律。
怎样学好电磁学:
:它是研究电磁场以及它和带电粒子之间的相互作用。主要内容大致可归纳成两部分:场(电场和磁场)和路(直流电路和交流电路)。在中学物理中