1、电磁场、电磁波与无线技术的起源、发展及应用概述华中科技大学电子信息与通信学院 电子工程系2016.5.18我们现在已经知道 电与磁密不可分：不断变化的磁场会产生电场，而电流和不断变化的电场又会产生磁场 可见光只是很宽的电磁波谱中的一段，其辐射由振荡电场和磁场构成n 这些知识不是凭空冒出来的，来源于几百年电磁学的发展 2电磁学n 电磁学是经典物理学的一部分。n 它主要是研究 电荷、电流产生电场、磁场的规律 ； 电场和磁场的相互作用 ； 电磁场对电荷、电流的作用 ；以及 电磁场对物质的各种效应等 。3主要内容1 电磁学 发展简史2 麦克斯韦方程组的漫漫长路3 电磁场、电磁波的发展及应用简述电磁学发
2、展简史一 . 磁与静电5 公元前 585年， 古希腊哲学家 泰勒斯 已记载了在 到当时的希腊人通过摩擦 琥珀 吸引羽毛 ,用 磁铁 矿石吸引铁片的现象，曾对其原因进行过一番思考 。在 相当 长时间琥珀与磁石的性质被看成是其固有的性质。 在东方，中国人民早在两千多年前汉（公元前 206公元 220年）朝，就发现了 天然的 磁石特性。古代的能工巧匠把磁石打磨成勺形，放在青铜制成的底盘上。这个磁勺在底盘上停止转动时，勺柄指的方向就是正南，这就是我国祖先发明的世界上最早的指示方向的仪器，叫做 司南 。电磁学发展简史6 1600年，英国的 吉尔伯特 发表 论磁学 ，对于 磁石的各种基本性质作了系统的定性
3、描述。把经摩擦的琥珀等能吸引轻小物体的性质 称为 “电的 ”（ electric)。 当时主要的研究方法就是思考，而吉尔伯特主张真正的研究应该以实验为基础，他提出这种主张并付诸实践，在这点上，可以说吉尔伯特是近代科学研究方法的开创者。 1663年， 盖里克 发明了 摩擦起电机 ； 1720年，英国牧师 格雷 研究了电的传导现象， 发现 导体 和 绝缘体 的 区别； 1733年， 杜 非 分别了两种 电， 松脂电 和 玻璃电 1746年， 富兰克林 提出了 正电 、 负电 的 概念，一直 沿用至今。 1745年，荷兰莱顿城莱顿大学教授 马森布洛克 发明了 莱顿瓶， 为贮存电荷找到了一个方法。电磁
4、学发展简史7 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 。 1752年 7月，费城一个电闪雷鸣的上午，美国人 富兰克林 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。同时他还把从云端 “吸取 ”的电荷收集在莱顿瓶中，进行实验分析。 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。富兰克林还将其发现转化为应用 避雷针诞生了。电磁学发展简史从定性到定量 库仑定律8 库仑（ 1736-1806），法国科学家。 1785年库仑发明 “库仑扭秤 ”， 用它来测量两个静电荷之间的作用力。 通过
5、精巧的扭秤试验，库仑测定了 两个静止电荷 之间 的相互作用力与它们之间的距离 的平方成反比 ， 与它们的电量乘积成正比 ，这就是著名的 库仑定律 。库仑定律的建立使 电磁学研究从 定性 走上了 定量 的道路。 ，使电磁学真正成为一门 科学 。电磁学发展简史2 从静电到 动电 （电流）9 1780 年意大利人 伽伐尼 发现 两种不同金属接触时就会产生电 ，这是由两种金属表面不同的电子逸出功所产生的接触电势差而形成 意大利帕维亚大学教授 伏达 （ 1745-1827）注意到 伽 伐尼的 工作，进而 发明了第一个直流电源 伏达电池 。 电压的单位 “伏特 ”就是以他的名字命名的。 电池的发明，提供了
6、产生恒定电流的电源，使 电学从静电走向动电 ，为 19 世纪电学实验的发展提供了最重要的工具。从此电学进入了飞速发展时期。电磁学发展简史欧姆定律10 欧姆（ 1787-1854），德国人 。 在傅立叶的热传导理论的启发下进行的电学研究。他将付里叶在热学中提出的热流、热阻，类比电学中的 电流 、 电阻 ， 温度差类比电势差。认为导线中两点之间的电流也许正比于这两点间的某种推动力之差。 欧姆通过实验验证，在 1826年发现了 欧姆定律 在同一电路中，通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。 使与电流相关的物理量可以测定和推出。人们为纪念他，将 电阻的单位定为 “欧姆 ”
