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TUhjnbcbe - 2023/7/13 21:47:00
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有人说:“牛顿为人类盖起了房子,可以遮风挡雨;麦克斯韦则将电线拉进了房子,生活变得方便有趣多了,于是小日子就这么过来了。”

如果说牛顿把地上的和天上的结合起来,是物理学史的第一次大综合;那么麦克斯韦建立电磁场理论,预测光的电磁性质,则是实现了物理学史上的第二次大综合。电磁理论的发展以巨大的威力展示在世人的面前,并深刻地影响人类的生活。

电流的磁效应和变化的磁场的电效应是两个重大的实验,基于它们的发现把原来相互独立的电,磁两门科学逐渐发展成物理学中的一个分支学科。

磁现象和静电现象很早就受到人类注意。早在公元前的希腊时代,就有了关于静电现象的历史记载,只不过那时人们把这种现象当成是“灵性”的象征。战国时期发明了司南(指南针),13世纪之后罗盘在航海中得到应用,系统地对这些现象进行研究则始于16世纪。年英国医生吉尔伯特发表《论磁、磁体和地球作为一个巨大的磁铁》中总结了前人的研究,讨论地磁性质,记载大量实验,使磁学从经验变成科学。

相比于磁现象,静电现象的研究要困难得多。直到年盖里克发明摩擦起电机,才有可能对电现象做详细观察和细致研究。年,格雷研究了电的传导现象,发现导体与绝缘体的区别。年,杜菲经过实验区分出两种电荷,即正电和负电。

年间莱顿瓶的发明进一步促使电现象的深入研究。接下来富兰克林发现尖端放电,发明避雷针,提出电荷守恒原理。随后康顿用电流体假说解释的静电感应。至此,经典学相关原理已经建立,人们多点有看初步认识,但当时更多的知识停留在理论方面,对于定量的规律研究尚未发展。

库仑定律

库仑定律是电磁学的基本定律之一。当时社会人们的对电的认识正处理从定性到定量跨度的阶段。力学中引力理论的发展,为电磁学提供了理论武器,直接形成严密的定量规律,少走了很多弯路。库伦在扭秤实验和电摆实验后,通过实验数据的分析和处理,得到电的引力和斥力都遵守平方反比规律,并于提出著名的库伦定律。而库伦研究过程中使用与万有引力类比的思想,也成为物理学一种研究方法。

静电到电流

18世纪末,电学领域从静电发展到电流领域。这是一个大飞跃,发端与动物研究,意大利解剖学家伽伐尼在解剖青蛙时偶然发现电效应,当时他坚持认为这只是一种动物电,这种先入为主的的观念使他无法正确解释。但他的发现却是欧洲各国对动物电研究进入热潮,其中的一位意大利教授伏打就通过实验研究总结全面解释了伽伐尼和其他人的各种实验,并发明了电堆(电池),提供了产生恒定电流的电源,使人们有研究电流的各种效应的可能。从此,电学也踏入高速发展时期。

欧姆定律

年,一位中学物理老师在傅里叶的热传导理论启发下进行电学研究,其认为通过导线中两点之间的电流正比于某种推动力(欧姆称为电张力)。随后通过实验验证,发现了欧姆定律。

欧姆定律的建立在电学发展中具有十分重要的意义。但至此,电学和磁学仍还处于两门毫无关系的学科,电和磁之间的自然联系还没被人们所发现。

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