库伦在研究完静电力之后又对磁力产生了兴趣.doc

《库伦在研究完静电力之后又对磁力产生了兴趣.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、库伦在研究完静电力之后乂对磁力产牛了兴趣，电和磁实在是太像了，他们都存在同性相斥，异性相吸的特点，而库伦在研究了一段时间后发现静磁力也满足平方反比定律——他用两个小磁针做出了实验证明了这一点。但我要说，他这一发现对人类产生的误导作用远远大于引导作用，因为他完全是不假思索地套用了电荷的观点认为存在磁荷，磁荷满足磁场的库伦定律，事实上，磁荷并不存在。与电荷可以分成正电荷与负电荷不同，你无法找到一个磁性物质只有南极没有北极的。尽管科学家们仍然在努力寻找磁单极子，可是冃前为止，仍没有发现证据证明磁单极子的存在。库伦对我们的误导是如此之深以至于人们在描述磁场强度时用得不是磁场强度这个名词而是磁感应

2、强度，因为磁场强度早就被库伦用过了。可能是人们发现了雷电过后一些金属刀具带有磁性，很多人都想找出电和磁的联系来，可惜他们失败了。于是人们一度认为电与磁两者是完全不同的东四，放弃了对这方面的研究。但在1819年，丹麦物理学家奥斯特在一个很偶然的机会下发现通有电流的导线能让磁针偏转，这才打破了电和磁是两种截然不同的现象的观念，这个现象也被称为电流的磁效应。人们迅速地开始研究电和磁的关联，在1820年七月，奥斯特发表了他的著名实验；十月，在毕奥、萨伐尔、拉普拉斯的共同努力下，毕奥-萨伐尔-拉普拉斯公式发表，简称毕奥-萨伐尔公式；十二月，安培发表论文，阐述了电流元之间力的作用原理,后人把电流元之

3、间的力称为安培力。对安培这个人我们再说两句，安培在电磁学发展历史上有着重要作用。奥斯特的实验说明，当初人们之所以没有发现电流的磁效应，是因为他们想当然的以为电流产生的磁力是沿着导线的，他们把小磁针放在导线的两端，所以他们一无所获。事实上，磁感线是垂直于导线的。只有把小磁针放在导线的两侧，才能观察到小磁针的偏转现象,这件事也说明了磁场力不同于电场力。至于什么是磁场力，什么是电场力，什么是磁感线，大家马上就会知道。安培收到奥斯特实验的启发，捉出了著名的安培环路电流假说。人们早就发现将铁放在磁石旁边，过一会儿后铁也会带上磁性，这种现象被称为“磁化”，人们一直无法解释这个现象。安培指出，在铁中，

4、存在着无数的小电流，由于这些电流方向各不相同，所以产生的磁性也就不同，由于这些电流是随机分布，所以最后从宏观上看，物体就不带磁性，但是当我们把铁放在磁铁旁边时，由于同性相斥，异性相吸，这些小电流将会重新排列，最后它们的磁性将会指向同一个方向，这样，从宏观上看，物体就会带磁性，这就是磁化的原因。当时人们对物质的微观结构尚不了解，安培能提岀这样的假说实属不易，他在直觉上将磁化的大致原因猜对了，不过细节方面还是有差错，不过就当时的条件来说，猜得这么准已经很不容易了，所以我们应该对安培抱有崇高的敬意，至于磁化的深层次机理，我们留到量子力学里再讲。顺便再讲一个关于安培的小故事。安培有一次坐i辆马车

5、去参加一个科学会议，在途中他突然来了灵感，在马车厢里推导起了公式。等到他到达了会场要演讲时，才发现自己把公式忘了，于是他不得不在全城范围内到处找这辆马车——没办法，他把公式写在车厢内的板壁上了。下面我们将隆重介绍十九世纪最伟大的物理学家之一法拉第先生，他的一生充满了传奇色彩，他小的吋候因为家境贫寒，只读过两年小学就去一家铁匠铺打工了，他是十九世纪著名的科学家中惟一一个没有受过高等教育的，好吧，是唯二，另外一个则是大名鼎鼎的爱迪生。我有时也在想，可能正是因为没受过高等教育，法拉第才更注重物理概念的描述。他提出了磁场和磁感线等概念，对现代物理学产生了深远的影响。我们先谈一谈“场”的概念，牛顿

6、提出了万有引力定律，但他并没有解释万有引力是通过什么发生作用的，同样的道理，库伦也没有解释过静电荷之间的力是通过什么来传递的。是法拉第第一个提出“场”的概念，他认为引力也好，库伦力也好，安培力也罢，都是通过场发生作用。于是我们就有了一系列名词：“电场”、“磁场”、“引力场”•…场论已经成了现代物理学中非常重要的…门学科，而场的概念的起源，就是法拉第。至于说磁感线的概念倒不是那么重要，法拉第为了形象说明磁场，引入了磁感线的概念，他认为磁场强度大的地方磁感线就密集，磁场强度小的地方磁感线就稀疏，现在磁感线的概念主要用于初学者，磁感线的概念很容易被初学者理解，使他们的物理概念更加明晰。法拉第另

7、外-•个贡献就是法拉第电磁感应定律。物理学家们-•直以来也是美学家，他们总是从公式中找出最简洁、最对称的作为基本公式。物理学家相信自然界是美的，是对称的，既然电能生磁（电流的磁效应），那么磁一定也能生电，法拉第发现，当一个线圈的磁通量发生变化时，就会产生电流。什么是磁通量？我们先解释一下通量，然后在解释磁通量。你可以想象…下，一个闸门，打开以后水就会狂泻不止，我们把单位时间内通过闸门的水流量就叫做通量。运用到电磁学上，磁通量就是把磁