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《电磁学理论的大发展和大综合》读后感

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电磁学理论的大发展和大综合》读后感人们对于电磁本质的认识远远在力学、热学之后,这当然与现实生活和科学技术的发展水 平有很大的关系1600 年英国的医生、物理学家吉尔伯特出版了《论磁石》一书,被认为 是近代电学的开始,他创造了“电”这个名字,研究了磁石之间的引力1660 年德国的马 德堡市的市长格里凯发明制成了第一个起电机,1709 年豪克斯克改进了格里凯的起电机, 并且能够得到较强的电火花1729 年英国人格雷引入了导体的概念1745 年荷兰莱顿大学 教授马森布洛克发明了第一个蓄电器—莱顿瓶美国人富兰克林在电学领域取得了突出的成 就,他用实验证实了天上的雷电与起电机上产生的电是同样的;他创造了许多电学上的专门 词汇如正电、负电、电容器、充电、放电、电击、电枢、电刷等概念,发明了避雷针;他还 用平行板电容器解释了莱顿瓶的原理,建立了电现象的第一个理论不过这一时期牛顿等巨 人们的才智并没有用在对电磁学的研究方面,静电学理论的系统研究是从库仑开始的我们知道,一种理论只有将数学引入进来,从定性进入定量研究才能够形成精密、科学、 系统、严谨的理论,而且任何理论都必须接受实验的检验,物理学的创立和发展就是这样。

法国物理学家库仑原来是研究实用力学的,他在扭转力方面的研究取得了突出的成果,因而 在 1781 年被当选为法兰西科学院院士,也正是他在扭转力方面的研究使他在静电学的研究 领域取得了巨大的成功1775 年他利用扭秤原理制成了一个静电计,1785年库仑从大量实 验中发现电力的增长与距离的平方成正比,从而进一步研究得出了我们大家熟悉的库仑定 律,这个结论是库仑利用万有引力定律的公式进行类比推理而得到的后来,库仑又把电荷 之间的这一相互作用的规律推广到磁场,得到了磁极之间相互作用的规律库仑定律是电学 中的第一个定量的定律,由于他把力学方法移植到了电学领域,打开了数学通向这个领域的 道路,在数学的参与下,电学开始成为一门独立的学科经过高斯、韦伯等物理学家们的共 同努力,终于建立了以库仑定律、高斯定律和环流定律等三条基本电学定律为基础的静电学 理论体系,构成了整个电学理论的基础物理学对于动电(即电流)的研究是从发现电池并且得到稳定电流开始的,1786 年意大 利波伦亚大学解剖学和医学教授伽伐尼从解剖青蛙的实验研究中提出了“动物电”的概念; 1791年意大利帕维亚大学教授伏打两种不同的金属接触产生了微弱的电流,1794 年他把铜 片和锌片成对叠加40-30 对,在这些金属间夹进盐水浸湿的布块,制成伏打“电堆”,产生 可以连续通几个小时的“动电”即电流。

这样伏打就制成了电池,而且立即在实践中得到了 广泛的应用伏打电池为科学研究提供了稳恒电流,也促进了科学理论的发展经过德国的 两位科学家欧姆、基尔霍夫等的共同努力,使“动电”的理论得以完整的建立好,并且为电 磁学开启了新的研究领域对于电与磁的关系的研究是由奥斯特、安培、法拉第、特斯拉等人的卓越工作之下完成的 奥斯特在给高年级学生进行演讲所做的实验中,极其偶然的发现了电流的磁效应,他的发现 使人们认识到电与磁不是独立无关的事件,而是有联系的奥斯特的发现使当时的许多物理 学家受到鼓舞并且开始沿着两个不同的方向开拓电磁学领域思想敏锐的法国数学家、物理 学家安培立刻懂得了奥斯特发明的重要意义,1820 年他就转而研究电磁学问题他先后得 出了右手安培定则、左手安培定则以及磁场对电流的作用力的公式F正比于电流I,反比于R 的平方后来经过毕奥和沙伐尔等物理学家的共同努力,从宏观上奠定了电动力学的数学理 论基础对于电磁关系的研究,另一个必须要提的是英国著名的自学成才、淡泊名利的物理学家法 拉第当奥斯特发现电流的磁效应之后,年轻敏锐的法拉第立即开始进入这个领域进行研究, 1821 年法拉第在自己的日记中向自己提出的任务是“把磁变为电”。

1831 法拉第的研究终 于取得了突破,达到了“把磁变为电”的目的他发表关于《电学实验研究》方面的论文, 详细的阐述了电力线、磁力线、电场、磁场以及电磁感应定律等方面的电磁学理论,为麦克 斯韦经典电磁学理论的建立奠定了坚实的基础19 世纪,麦克斯韦把从库仑定律开始一直到法拉第电磁感应定律等所有的电磁学理论系 统进行系统的归纳和总结,在此基础上提出了联系电荷、电流和电场、磁场的4 个偏微分方 程组他提出了位移电流的假设,认为不仅传导电流产生磁场,而且空间电场的变化也会产 生磁场;同样,变化的磁场不仅在导体上产生感应电流,也会在空间产生电场即变化的电 场产生磁场,变化的磁场产生电场,电场和磁场的相互转化产生电磁波在这个理论的基础 上他推导出电磁波在真空中的速度等与光在真空中的速度相等,在此的启发下,麦克斯韦又 提出光的电磁场理论,即光是频率介于某一范围内的电磁波在这个意义上,麦克斯韦把电 磁、光现象的本质统一起来了,完成了物理学的第三次大综合德国的物理学家赫兹通过实 验产生了电磁波,并且计算出电磁波的波长,结果与麦克斯韦的理论完全吻合应该说第三 次物理学理论的大综合即电磁理论的建立对人类社会的影响是非常深远的,它直接导致了第 二次动力革命。

电力技术的发展是在电磁学有关理论建立起来以后自觉的运用科学原理并进 行科学实验的结果蒸汽时代的动力靠的是蒸汽机,而电力时代的动力靠的是电动机,从原 始电动机到工业上应用的电动机人类花去了40 多年的时间先是研究发展直流电动机,之 后是研究发展发电站,再后来是研究出单相交流发电机以及三相交流发电机,在此基础上又 推动了输电技术的发展,最后我们得到了现在工厂里广泛应用的能够产生动力的三相交流电 动机,使工厂里的动力供应完全满足我们的需求能源、动力技术的新突破,必将会引起工 业技术乃至整个社会的大变革与大发展,电力的应用导致了第二次动力革命下面我简单介 绍一下电的其他一些应用1、电报机的发明1)有线电报及其发明者莫尔斯2)无 线电报及其发明者意大利的马可尼和德国人布劳恩,此二人同获1909 年的诺贝尔物理学 奖2、的发明1876年美国人贝尔在美国申请发明专利,1877 年以后推广使用3、 电灯的发明1879年美国人爱迪生发明的灯泡连续亮过45 小时,取得决定性的突破,1880 年发明的灯泡连续点亮超过1200小时,完全可以投入大批量生产和应用1913 年开始使用 钨丝作为灯丝。

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