北邮电路与信号第2章电磁学的发展历史

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1、第二章电磁学的发展历史1目录2.1电磁现象的早期研究2.2电磁学的建立2.3电磁感应现象的发现与研究2.4电磁场理论的建立22.1电磁现象的早期研究2.1.1静电学的发展公元前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。31600年吉尔伯特与<<磁石论>>首先对电和磁现象进行系统实验研究

2、的是英国的威廉·吉尔伯特。英国伊丽莎白女王的御医、英国皇家科学院物理学家。主要在电学和磁力学方面有很大贡献。吉尔伯特的工作是实验和学术知识结合的典范。4威廉·吉尔伯特（WilliamGilbert，1544—1603）他的理论曾对后来的科学发展产生过很大的影响，特别是开普勒，发展了他的引力概念，并根据他的理论解释了行星轨道为椭圆形的原因。吉尔伯特是个出色的物理学家。他的贡献在于为电磁学和引力理论奠定了基础。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”。51600年，吉尔伯特发表了《论磁、磁体和地球作为一个巨大的磁体》。他总结了前人对磁的研究，周

3、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面的研究。6《磁石论》共分六卷。7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。盖利克和起电机盖利克起电机最早的静电起电机出现在17世纪，O.von.盖利克利用摇柄使一个硫磺球（后改用玻璃球）迅速旋转，用人手（

4、或皮革）与之摩擦起电。到19世纪，这种摩擦起电机为感应起电机所取代。818世纪电的研究——电流趣闻第一个让电荷奔跑的人斯蒂芬·格雷1729年，斯蒂芬.格雷在研究琥珀的电效应是否可传递给其他物体时发现导体和绝缘体的区别：金属可导电，丝绸不导电。最重要的贡献时发现了电的传导现象格雷还做过一个有趣的实验：把一个小孩用几根粗丝绳水平吊起来，用摩擦过的带电玻璃管接触小孩的胳臂，孩子的手和身体便能吸引羽毛和铜屑。这表明，人也是导体。9斯蒂芬·格雷（StephenGray）正负电荷的发现1734年法国人迪费（Charles-FrancoisduFay，1696～1739）格雷的实验引起法国迪费的注意。迪费

5、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”。带相同电的物体互相排斥；带不同电的物体彼此吸引直到富兰克林时，才对它们采用现代的习惯叫法：“正电”和“负电”，或“阳电”和“阴电”。102.1.2电线与流动的电荷1、莱顿瓶的发明1746年，荷兰莱顿大学的物理学教授马森布罗克（PietervonMusschenbrock,1692～1761）发明了能保存电的莱顿瓶。11马森布罗克有一天，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

6、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！”他的结论是：把带电体放在玻璃瓶内是可以把电保存下来的，只是当时他搞不清楚是靠瓶子还是靠瓶子里的水来起保存电的作用的保存电荷莱顿瓶是一个玻璃瓶，瓶里瓶外分别贴有锡箔，瓶里的锡箔通过金属链跟金属棒连接

7、，棒的上端是一个金属球，由于它是在莱顿城发明的。所以叫做莱顿瓶。莱顿瓶的发明使物理学第一次有办法得到很多电荷，并对其性质进行研究。它为电的进一步研究提供了条件，对于电知识的传播起到了重要的作用。12有趣的实验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）。他让七百名修道士手拉手排成一行，队伍全长达900英尺（约275米）。然后，诺莱特让排头的修道士用手握住莱顿瓶，让排尾的握瓶的引线，