电磁场理论的建立课件.pptVIP

電磁場理論的建立對電磁現象的研究是從十六世紀下半葉英國伊莉莎白女王的侍醫官吉爾伯特開始，然而他的研究方法很原始，基本上是定性地對現象的總結。對電磁的近代研究是從十八世紀的卡文迪許、庫侖開始，他們開創了用測量儀器對電磁現象作定量測量，並總結出定量的規律，引起了電磁學從定性到定量的飛躍。第一節電現象與磁現象的早期研究一、吉爾伯特的研究他做了許多電和磁的實驗，其中最有名的是所謂“小地球”實驗。他發現不僅摩擦過的琥珀有吸引輕小物體的性質，而且一系列其他物體如金剛石、水晶、硫磺、明礬等也有這種性質，他把這種性質稱為電性，他是第一個用“電力”、“電吸引”、“磁極”等術語的人。第一節電現象與磁現象的早期研究吉爾伯特把電現象和磁現象進行比較，發現它們具有以下幾個截然不同的性質：1.磁性是磁體本身具有的，而電性是需要用摩擦的方法產生；2.磁性有兩種——吸引和排斥，而電性僅僅有吸引（吉爾伯特不知道有排斥）；第一節電現象與磁現象的早期研究3.磁石只對可以磁化的物質才有力的作用，而帶電體可以吸引任何輕小物體；4.磁體之間的作用不受中間的紙片、亞麻布等物體的影響，而帶電體之間的作用要受到中間這些物質的影響。當帶電體浸在水中，電力的作用可以消失，而磁體的磁力在水中不會消失；5.磁力是一種定向力，而電力是一種移動力。二、物體導電性和兩種電荷的發現1663年德國人格裏凱發明了第一臺能產生大量電荷的摩擦起電機。英國人格雷（西元1670－1736）在1729年研究了導電現象，發現摩擦過的玻璃管上所帶的電荷可以傳遞到木塞上。法國人杜菲（西元1698—1739）對格雷的實驗有極大興趣，他作了許多電學實驗。1733年他發現絕緣的金屬可以摩擦起電。三、電荷的貯存與大氣電現象的發現荷蘭萊頓大學的物理學教授穆欣布羅克（西元1692－1761）於1746年做了實驗，得出結論：把電荷投放在玻璃瓶內可以把電保存下來。後來另一位法國電學家諾萊特就把這個蓄電的瓶子稱為萊頓瓶。萊頓瓶的發明，為科學界提供了一種貯電的有效方法。就在萊頓瓶發明的1746年，倫敦一位物理學家考林森通過郵寄向美國費城的本傑明·富蘭克林贈送了一只萊頓瓶，並在信中向他介紹了使用方法。三、電荷的貯存與大氣電現象的發現富蘭克林（西元1706一1790）原來是費城的印刷商，他通過書本和科學上的來往獲得了豐富知識，他利用萊頓瓶做出的第一項重要工作，是根據萊頓瓶內外兩種電荷的相消性，在杜菲的“玻璃電”和“樹脂電”的基礎上提出正電和負電的概念。富蘭克林所做的第二項重要工作是統一了天電和地電。第二節定量研究的開始

——庫侖定律的發現一、反平方定律的提出1750年前後，彼得堡科學院院士埃皮努斯在實驗中發現；當發生相互作用的電荷之間的距離縮短時，兩者之間的吸引力和排斥力便增加。1766年富蘭克林寫信給他在德國的一位朋友普利斯特利（西元1733一1804），介紹了他在實驗中發現在金屬杯中的軟木球完全不受金屬杯電性的影響的現象。他請普利斯特利給予驗證。二、庫侖定律的建立1769年，英國愛丁堡大學的約翰·羅比森直接用實驗推測到了平方反比律。但是，這個發現很晚之後才發表出來。英國科學家卡文迪許在1772年做了一個電學實驗，他用一個金屬球殼使之帶電，發現電荷全部分佈在球殼的外表面，球腔中任何一點都沒有電的作用。庫侖定律法國物理學家庫侖（西元1736—1806），起先致力於扭轉和摩擦方面的研究。由於發表了有關扭力的論文，於1781年當選為國家科學院院士。他從事研究毛髮和金屬絲的扭轉彈性。1784年法國科學院發出船用羅盤最優結構的懸獎徵文，庫侖轉而研究電力和磁力問題。1785年庫侖自製了一臺精巧的扭秤，作了電的斥力實驗，建立了著名的庫侖定律：兩電荷之間的作用力與其距離的平方成反比，和兩者所帶電量的乘積成正比。第三節電流的發現一、伽伐尼電流的發現義大利生理學家伽伐尼（西元1737—1798），1780年在解剖青蛙時偶然發現了“動物電”。有一次伽伐尼將剝去皮的青蛙放在金屬板上，他的一位助手把解剖刀的刀尖碰到青蛙腿上的神經，蛙腿發生了劇烈的痙攣。另一位助手發現不遠地方的起電機上發生了一個火花。伽伐尼知道後，立即重做了這個實驗，觀察到同樣的現象。總結出，動物體內存在著一種特殊的電液，金屬只是起著傳導的作用，這種電液後來被稱為動物電或伽伐尼電。第三節電流的發現1800年伏打給英國皇家學會的一個報告中說。“無疑你們會感到驚訝，我所要介紹的裝置，只是用一些不同的導體按一定的方式疊置起來的裝置。用30片