电磁学绪论.ppt

作为19世纪伟大实验物理学家的法拉第。他并不满足于现象的发现，还力求探索现象后面隐藏着的本质；他既十分重视实验研究，又格外重视理论思维的作用。 法拉第已经孕育着电磁波的存在以及光是一种电磁振动的杰出思想，尽管还带有一定的模糊性。为解释电磁感应现象，他提出“电致紧张态”与“磁力线”等新概念，同时对当时盛行的超距作用说产生了强烈的怀疑。 法拉第认为“电和磁作用通过中间介质、从一个物体传到另一个物体的思想。”于是，介质成了“场”的场所，场这个概念正是来源于法拉第。正如爱因斯坦所说，引入场的概念，是法拉第的最富有独创性的思想，是牛顿以来最重要的发现。牛顿及其他学者的空间，被视作物体与电荷的容器；而法拉第的空间，是现象的容器，它参与了现象。所以说法拉第是电磁场学说的创始人。 他的深邃的物理思想，强烈地吸引了年轻的麦克斯韦。麦克斯韦认为，法拉第的电磁场理论比当时流行的超距作用电动力学更为合理，他正是抱着用严格的数学语言来表述法拉第理论的决心闯入电磁学领域的。 法拉第名言： 希望你们年青的一代，也能象蜡烛为人照明那样，有一分热，发一分光，忠诚而脚踏实地地为人类伟大的事业贡献自己的力量。 科学家不应是个人的崇拜者，而应当是事物的崇拜者。真理的探求应是他唯一的目标。 只有无知，没有不满。 法拉第一生致力于科学研究事业，不恋钱财、不图虚荣，为科学事业贡献了毕生精力，1867年8月25日，这位对科学作出巨大贡献的老人坐在他的椅子上安安静静地去世了。他被安葬在海洛特公墓，遵照他的遗嘱，他的墓碑上只刻下三行字： 迈克尔·法拉第 生于1791年9月22日 殁于1867年8月25日 1832年，法国人毕克西发明了手摇式直流发电机； 1866年，德国的西门子发明了自励式直流发电机;1869年，比利时的格拉姆制成了环形电枢，发明了环形电枢发电机。这种发电机是用水力来转动发电机转子的; 1882年，美国的戈登制造出了输出功率447KW，高3米，重22吨的两相式巨型发电机;1896年，特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运，3750KW，5000V的交流电一直送到40公里外的布法罗市;1889年，西屋公司在俄勒冈州建设了发电厂; 1892年成功地将15000伏电压送到了皮茨菲尔德。 1834年，俄罗斯的雅可比试制出了由电磁铁构成的直流电动机; 1838年，这种电动机开动了一艘船，电动机电源用了320个电池; 1836年，美国的文波特和英国的戴比德逊也造出了直流电动机，用作印刷机的动力设备。由于这些电动机都以电池作为电源，所以未能广泛普及；1887年，特斯拉两相电动机作为实用化感应电动机的发展计划开始启动； 1897年，西屋公司制成了感应电动机，设立专业公司致力于电动机的普及。 亨利与自感 亨利，美国物理学家。1832年亨利在论文《在长螺线管中的电自感》中公布了自己的一个新发现：一只线圈的电流不仅能在另一只线圈中感生出电流，而且也能在自身中感生出电流。在这个线圈中实际观测到的电流则为原电流的许多倍，这种现象叫自感。 楞次与楞次定律 1833年，楞次在圣彼得堡科学院宣读了他的题为“关于用电动力学方法决定感生电流方向”的论文，提出了楞次定律——一条由电磁感应得出感应电动势方向的电磁学定律。亥姆霍兹证明楞次定律是电磁现象的能量守恒定律。 五、麦克斯韦方程组 19世纪中期，描述电场、磁场的性质以及电、磁场相互关系的库仑定律、高斯定理、安培定律、法拉第电磁感应定律已相继建立，法拉第关于力线和场的概念已经提出，创立电磁场理论的条件已趋成熟。麦克斯韦洞悉已有的电磁场理论，发现内部的不对称性和矛盾，大胆提出“位移电流”和“涡旋电场”假说，并用一组方程概括了原有的各个电磁学定律，对电磁场理论进行了一次大综合，实现了科学认识的革命性变革。 卡文迪许(Henry Cavendish,1731～1810年)英国化学家、物理学家。 发现一对电荷间的作用力跟它们之间的距离平方成反比，这就是后来库仑导出的库仑定律内容的一部分； 他提出每个带电体的周围有“电气”，与电场理论很接近； 卡文迪许演示了电容器的电容与插入平板中的物质有关； 电势的概念也是卡文迪许首先提出的，这对静电理论的发展起了重要作用； 他还提出了导体上的电势与通过电流成正比的关系。 卡文迪许在热学理论、计温学、气象学、大地磁学等方面都有研究。1798年他完成最后的实验时，已年近七十。在物理学上他最主要的成就是通过扭秤实验验证了牛顿的万有引力定律，确定了引力常数和地球