1、电磁学的建立和发展电磁现象的早期研究电磁学的建立电磁感应现象的发现与研究电磁场理论的建立1一 电磁现象的早期研究在古代，人们对静电和静磁现象已分别有一些认识。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。2(一 ) 吉尔伯特与 （ 15441603 ） 1600年 ，他发表了 论磁、磁体和地球作为一
2、个巨大的磁体 ，简称 磁石论 ，使磁学从经验转变为科学。书中也记载了电学方面的研究。 l “ 小地球 ” 实验： 指出地球本身就是一个大磁体，存在南北两磁极。并且存在同性磁极相斥，异性磁极相吸。l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” 。l他认识到电力和磁力是性质不同的两种力。l 制作了第一只验电器31646年，英国医生 布朗 (T.Browne)发现电的排斥作用；1650年，意大利的 格里凯 发明第一台摩擦起电机；1720年，英国的 格雷 研究了电的传导现象；1733年，法国 杜非 分别了两种电 ;琥珀电和玻璃电；并明确表述了 “ 同性相斥，异性相吸 ” 的规律。（二）莱
3、顿瓶的发现1745年普鲁士（德国的前身）的一位副主教克莱斯特在实验中利用导线将摩擦所起的电引向装有铁钉的玻璃瓶。当他用手触及铁钉时，受到猛烈的一击，他由此发现了放电现象。 1746年，荷兰莱顿大学的物理学教授马森布罗克在克莱斯特发现的启发下发明了收集电荷的 “ 莱顿瓶 ” 。4莱顿瓶的发明，使物理学家们第一次有办法存储大量电荷，并对其性质进行研究。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现场观看） 5（三） 两种电流质假说的提出与争论富兰克林的单元电液理论： 认为两物体带电是电液迁移的结果，他提出了 正电和负电 的概念，他认为缺少电液，就是带负电，可以用 “ ” 号表示；
4、带超过正常情况的电液就带正电，用“ + ” 号表示。正、负电可互相抵消。杜菲的 “ 双流说 ” ： 认为存在两种流质，可以通过摩擦的方式把它们分开，使两个物体带异种流质而相互吸引，当它们结合时，又彼此中和。富兰克林的理论足以解释当时人们已知的绝大部分静电现象。现在我们知道，所谓的电液是不存在的，比较容易迁移的是带负电的载体 电子，用电液迁移来解释电现象并不科学。尽管这样，正、负电的概念和电荷守恒的观念是至今仍然有效的科学观念，是富兰克林对电学的一大贡献。 正、负电的提出，为定量研究电现象提供了基础，使人们第一次可以用数学来表示带电现象，其重要性是显而易见的。 6（四） 富兰克林及其电荷守恒定律
5、富兰克林还认为摩擦只能使电液从一个物体转移到另一个物体上，即 “ 电不是摩擦玻璃管而产生的，而只是从摩擦者转移到了玻璃管，摩擦者失去的电与玻璃管获得的电严格相同 ” 。即在任一绝缘体系中电的总量是不变的，这就是通常所说的电荷守恒原理 。 富兰克林的另一项重大贡献是统一了天电和地电（风筝实验）；发明了避雷针。富兰克林（ 17061790 年）是 18世纪美国的实业家、科学家、社会活动家、思想家和外交家，美国 独立宣言 和美国宪法的起草人之一。“你热爱生命吗？那么别浪费时间，因为时间是组成生命的材料。 “ 72 电磁学的建立（一）从定性到定量 库仑定律的发现1.电力作用的猜测1759年，德国柏林科
6、学院院士 爱皮努斯 发现： 电荷之间的斥力和吸力随带电物体的距离的减小而增大； 当一个导体靠近一带电体时，该导体的远端会获得与带电体相同的电荷，近端则获得相反的电荷（静电感应）。1760年， D.伯努利 首先猜测电力会不会跟万有引力一样，服从平方反比定律。2.富兰克林的空罐实验用丝线将一小块软木悬挂在带电金属罐外的附近，软木受到吸引。但把它悬挂在罐内时，不论在罐内何处，它都不受电力。普利斯特利在 1767年 电学历史和现状极其原始实验 一书中他写到： “ 难道我们就不能从这个实验得出结论：电的吸引与万有引力服从同一定律，即平方反比关系。 ” 83. 罗比逊实验1769年，英国爱丁堡大学的 约翰
7、 .罗宾森 设计了一个杠杆装置，通过实验直接推测了平方反比关系：同种电荷间的斥力反比于距离的 2.06次幂，异种电荷间的吸引力反比于小于距离的 2次幂。由此他推测：在实验误差范围内，正确的关系应为反比于距离的 2次幂 .4. 库仑的引力实验库仑像库仑（ 1736 1806年）是法国工程师和物理学家。青少年时期，库仑受过良好的教育。离开学校后，库仑当过军事工程队的工程师，对材料的性质、物体上应力和应变的计算十分在行。91781年库仑研究了摩擦定律，研究了丝线和金属丝的扭转，确立了弹性扭转的定律。根据这些成果， 1784年库仑制成了测量力的仪器 -扭秤。 1785年，他借助扭秤在实验上确立了静电学基本定律即库仑定律。 同年，他题为 电力定律 的论文中介绍了他的实验装置，测试经过和实验结果。库仑扭秤 10
