物理学史3电磁学

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1、第三章电磁理论的建立电磁现象的早期认识富兰克林对雷电现象的研究库仑定律的发现电流的发现电流的磁效应电磁感应的发现麦克斯韦电磁场理论的建立电磁波的发现一电磁现象的早期认识1.中国西周(公元前1100-公元前771)青铜铭文就记载有“电”字和“雷”字。先秦:“阴阳相薄，感而为雷，激而为霆。霆，电也。”古人将磁石称为慈石来形容磁石“以为母也，故能引其子”的功能。2.英国人吉尔伯特（1544-1623）——论磁曾为英国伊丽莎白一世的御医，1600年发表《论磁石》，总结了前人的经验，记载了大量实验。3.1663年，盖里克发明摩擦起电机

2、。4.1720年，格雷研究了电的传导现象。5.1733年，杜非分别了两种电：松脂电和玻璃电。6.1745年，荷兰人马森布洛克发现了莱顿瓶，为贮存电荷找到了一个方法。二富兰克林对雷电现象的研究1.富兰克林(1706-1790):美国人在全家17个孩子中排行15，其父是小手工业者，家境贫困。他在10岁时缀学，12岁当印刷所学徒，阅读了许多书籍，后来成为科学家和政治家。自己写的墓志铭:“印刷工富兰克林”。从苍天那里取得了雷电，从暴君那里取得了民权。——杜尔格（法）2.费城实验富兰克林40岁时，观看了电学实验，从而对电有了兴趣。其中

3、有一个想法，天上的电和地电是统一的吗?1752年7月，一个电闪雷鸣的上午，他将一个风筝放到空中，风筝下有一根铁丝，铁丝下栓一根麻绳，麻绳的下一端拴丝线，绳线接触处栓了一把钥匙。铜钥匙可以给莱顿瓶充电，与摩擦电性质完全相同。现象:麻绳上的纤维向四周自立，犹如“怒发冲冠”富兰克林的工作，揭开了雷电的奥秘，统一了“天电”和“地电”，震惊了科学界。小插曲：为了验证“地电”与“天电”的相同处，富兰克林想到雷可以击死动物，于是他就实验用“地电”去击杀火鸡，结果被电打昏了。苏醒后，却不介意地说：“我本想用电杀死一只火鸡，结果差点电死了一个

4、傻瓜。”然而，风险是的确存在的。1753年，俄国的里赫曼在做大气电实验时不幸中电身亡，为科学献身。3.发明避雷针:富兰克林并不满足，将他的发现转化为了新的发明。避雷针诞生了。4.科学兴趣广泛命名了正电，负电，发现了电荷守恒定律，研究了火炉的改良，植物的移植，传染病的防治。写出了《电学的实验和研究》的著作。5.富兰克林是独立宣言和美国宪法的起草人之一，为祖国的独立和解放作出了贡献的政治活动家。1733年，杜菲(duFay，1698—1739)经过实验区分出两种电荷，他分别称之为松脂电（即负电）和玻璃电（即正电），并由此总结出静

5、电作用的基本特性：同性相斥，异性相吸。莱顿瓶的发明使电现象得到更深入的研究，这是克莱斯特(Kleist，1700—1748)和马森布洛克(Musschenbrock，1692—1761)在1745—1746年分别独立作出的。富兰克林(BenjaminFranklin，1706—1790)进一步对放电现象进行研究。他发现了尖端放电，发明了避雷针，研究了雷电现象，从莱顿瓶的研究中，提出了电荷守恒原理。1747年富兰克林用电流体假说阐述了这一思想。接下来是康顿(JohnCanton)在1754年用电流体假说解释了静电感应现象。至此

6、，静电学三条基本原理：静电力基本特性、电荷守恒和静电感应原理都已经建立，对电的认识有了初步的成果。然而，如果不建立定量的规律，电的知识还不能形成一门严密的科学。三库仑定律的发现1类比法的成功1）普利斯特利(1733-1804):德国人，氧气的发现者。化学家。2）富兰克林的空罐实验用丝线将一小块软木悬挂在带电金属罐外的附近，软木受到吸引。但把它悬挂在罐内时，不论在罐内何处，它都不受电力。当富兰克林写信将这一现象告之普利斯特利后，普氏想到:1687年牛顿曾证明:万有引力若服从平方反比定律，则均匀的物质球壳对壳内物体应无作用。普利

7、斯特利将空罐实验与牛顿推理类比，联想到电力也表现了这种特性，所以也应遵从平方反比定律。不过，普利斯特利的结论并没有得到科学界的普遍重视，因为他并没有特别明确地进行论证，仍然停留在猜测的阶段，一直拖了18年，才由库仑正式提出。2库仑的引力实验1.库仑(1736-1806):法国人，当过法国部队的技术军官，后被选为法国科学院院士。2.库仑的扭秤实验金属丝的扭力正比于扭转角，将扭丝悬挂起来，可以测万分之一格令的小力，1785年库仑据此制成电秤，以测定电力。3.库仑定律4.库仑定律的建立使电磁学进入了定量的研究，使电磁学真正成为一门

8、科学，数学的引入，使这门科学更锦上添花。如果不是与万有引力进行类比，单靠实验具体数据的积累，严格的库仑定律的形式将很难得到。由此我们可以看到类比在科学研究中的作用。3卡文迪许(1731-1810)英国人，万有引力的验证人。他比欧姆更早发现欧姆定律，比库仑用扭秤测电力早11年，是“弦丝挂，火