电磁学的建立

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1、电磁学的建立和发展电磁现象的早期研究电磁学的建立电磁感应现象的发现与研究电磁场理论的建立一电磁现象的早期研究在古代，人们对静电和静磁现象已分别有一些认识。公元前7世纪，古希腊哲学家泰勒斯已经发现用毛织物摩擦过的琥珀能吸引某些轻小物体。Electricity（电）这个字的起源就来自希腊文的“琥珀”(electron)。我国东汉时期，王充在《论衡》一书中提到"顿牟掇芥"等问题，也是说摩擦过的琥珀能吸引轻小物体。指南针是我国四大发明之一。我国在北宋初就知道利用人工磁化方法制成指南针。当时还发现磁偏角、磁倾角等问题

2、。首先对电和磁现象进行系统实验研究的是英国的威廉·吉尔伯特（WilliamGilbert，1544—1603）。他认识到电力和磁力是性质不同的两种力。他第一个将琥珀和毛皮摩擦后吸引轻小物体的性质叫做“电”。1600年，吉尔伯特发表了《论磁、磁体和地球作为一个巨大的磁体》（Demagnete，magneticisquecorporibusetdemagnomagnetetellure，简称《磁石论》）。他总结了前人对磁的研究，周密地讨论了地磁的性质，记载了大量实验，使磁学从经验转变为科学。书中他也记载了电学方

3、面的研究。(一)吉尔伯特与<<磁石论>>第一卷介绍了他的磁性“小地球”实验，得出结论：地球本身就是一个巨大的磁体，其两极位于地理的南极和北极附近；第二卷详细地论述了电现象的实验研究与结论，还把电与磁的性质进行了比较；第三卷记载了天然磁石的定向性；第四卷说明了磁偏角与不同地点和高度的关系；第五卷介绍了测定磁倾角的仪器及各地磁倾角的大小；第六卷试图用物体的磁力来解释行星运动，当然，他没有成功。《磁石论》共分六卷。（二）莱顿瓶的发明1720年，格雷(S.Gray，1675—1736)研究了电的传导现象，发现导体与

4、绝缘体的区别。随后，他又发现导体的静电感应现象。1734年法国人杜菲（Charles-FrancoisduFay，1696～1739）在实验中发现带电的玻璃和带电的琥珀是相互吸引的，但是两块带电的琥珀或者两块带电的玻璃则是相互排斥的。杜菲根据大量的实验事实断定电有两种：一种是与琥珀带的电性质相同，叫做“琥珀电”；一种是与玻璃带的电性质相同，叫做“玻璃电”。1745年普鲁士（德国的前身）的一位副主教克莱斯特(EwaldGeorgvonKleist，1700-1748)在实验中利用导线将摩擦所起的电引向装有铁钉

5、的玻璃瓶。当他用手触及铁钉时，受到猛烈的一击，他由此发现了放电现象。1746年，荷兰莱顿大学的物理学教授马森布罗克（PietervonMusschenbrock,1692～1761）在克莱斯特发现的启发下发明了收集电荷的“莱顿瓶”。马森布罗克看到好不容易取得的电很容易地在空气中消失，所以想寻找一种保存电的方法。有一天，他用一支枪管悬在空中，用起电机与枪管连着，另用一根铜线从枪管中引出，浸入一个盛有水的玻璃瓶中，他让一个助手一只手握着玻璃瓶，马森布罗克在一旁使劲摇动起电机。这时他的助手不小心将另一只手碰到枪管

6、上，他猛然感到一次强烈的电击，喊了起来。马森布罗克于是与助手互换了一下，让助手摇起电机，他自己一手拿水瓶子，另一只手去碰枪管。“我想告诉你一个新奇但是可怕的实验事实，但我警告你无论如何也不要再重复这个实验突然，我的手受到了一下力量很大的打击，使我的全身都震动了手臂和身体产生了一种无法形容的恐怖感觉。一句话，我以为我命休矣！”虽然马森布罗克不愿再做这个实验，但他由此得出结论：把带电体放在玻璃瓶内可以把电保存下来。只是当时搞不清楚起保存电作用的究竟是瓶子还是瓶子里的水，后来人们就把这个蓄

7、电的瓶子称作“莱顿瓶”，这个实验称为“莱顿瓶实验”。这种“电震”现象的发现，轰动一时，极大的增加了人们对莱顿瓶的关注。莱顿瓶的发明，使物理学家们第一次有办法存储大量电荷，并对其性质进行研究。法国人诺莱特在巴黎进行的莱顿瓶表演（法国国王路易十五及皇室成员临场观看）（三）两种电流质假说的提出与争论1747年，富兰克林提出了单元电液理论。认为带电的两物体是通过电液的迁移，其一具有比正常情况少一些的电液，另一个物体具有了比正常情况多一些的电液。相互接触后，又恢复到都具有正常数量的电液，则两个物体都不显电性。他提出了

8、正电和负电的概念，他认为缺少电液，就是带负电，可以用“—”号表示；带超过正常情况的电液就带正电，用“+”号表示。正、负电可互相抵消。正、负电的提出，为定量研究电现象提供了基础，使人们第一次可以用数学来表示带电现象，其重要性是显而易见的。为了解释摩擦起电及电的吸引和排斥现象，法国人杜菲（Charles-FrancoisduFay，1696～1739）认为存在两种流质，可以通过摩擦的形式把它们分开，使两个物体带异种电