文科物理-第2章 永恒的經(jīng)典第4節(jié) 電磁現(xiàn)象

1、1第二章第二章 永恒的經(jīng)典永恒的經(jīng)典 第四節(jié)第四節(jié) 電磁現(xiàn)象電磁現(xiàn)象2 一、電、磁現(xiàn)象一、電、磁現(xiàn)象二、電與磁的統(tǒng)一二、電與磁的統(tǒng)一三、電磁場(chǎng)與電磁波三、電磁場(chǎng)與電磁波 第四節(jié)第四節(jié) 電磁現(xiàn)象電磁現(xiàn)象3一、一、 電、磁現(xiàn)象電、磁現(xiàn)象1 1、電現(xiàn)象電現(xiàn)象2 2、磁現(xiàn)象磁現(xiàn)象3 3、場(chǎng)、場(chǎng)41、電現(xiàn)象、電現(xiàn)象早在公元前早在公元前600600年，古希臘人泰勒斯就發(fā)現(xiàn)年，古希臘人泰勒斯就發(fā)現(xiàn): :用毛皮或毛織物摩擦過的琥珀，能夠吸引羽用毛皮或毛織物摩擦過的琥珀，能夠吸引羽毛、頭發(fā)等輕小的物品。后來人們把這種現(xiàn)毛、頭發(fā)等輕小的物品。后來人們把這種現(xiàn)象叫做象叫做“摩擦起電摩擦起電”。摩擦起電的現(xiàn)象雖然。摩

2、擦起電的現(xiàn)象雖然發(fā)現(xiàn)很早，但是在長(zhǎng)達(dá)兩千多年的時(shí)間里，發(fā)現(xiàn)很早，但是在長(zhǎng)達(dá)兩千多年的時(shí)間里，一直停留在觀察琥珀的摩擦起電上。一直停留在觀察琥珀的摩擦起電上。5隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們?cè)絹碓较敫闱宄隇殡S著社會(huì)的進(jìn)步，人們?cè)絹碓较敫闱宄隇槭裁磿?huì)有那種神氣的吸引力，也使人們發(fā)現(xiàn)什么會(huì)有那種神氣的吸引力，也使人們發(fā)現(xiàn)金金剛石、水晶、硫磺、玻璃剛石、水晶、硫磺、玻璃等物質(zhì)在用呢絨、毛等物質(zhì)在用呢絨、毛皮或絲綢摩擦過后，也像琥珀那樣有神奇的吸皮或絲綢摩擦過后，也像琥珀那樣有神奇的吸引力。這使人們領(lǐng)悟到引力。這使人們領(lǐng)悟到: :這種現(xiàn)象并不是琥珀這種現(xiàn)象并不是琥珀特有的。于是人們就想，可能一切物質(zhì)中都蘊(yùn)

3、特有的。于是人們就想，可能一切物質(zhì)中都蘊(yùn)藏著一種看不見的流體，這種流體受到摩擦的藏著一種看不見的流體，這種流體受到摩擦的時(shí)候會(huì)從物質(zhì)中被擠出來。他們把這種看不見時(shí)候會(huì)從物質(zhì)中被擠出來。他們把這種看不見的特殊流體叫做的特殊流體叫做“電電”。從此，電產(chǎn)生了。從此，電產(chǎn)生了。6n發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別 英國(guó)的格雷研究琥珀的電效應(yīng)是否可英國(guó)的格雷研究琥珀的電效應(yīng)是否可傳遞給其它物體時(shí)發(fā)現(xiàn)不僅摩擦可以使物傳遞給其它物體時(shí)發(fā)現(xiàn)不僅摩擦可以使物體帶電，別的方法比如傳遞也可以使物體體帶電，別的方法比如傳遞也可以使物體帶電帶電. . 由此發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別：金屬由此發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)

4、別：金屬可導(dǎo)電，絲綢不導(dǎo)電。可導(dǎo)電，絲綢不導(dǎo)電。 7n能蓄電的萊頓瓶能蓄電的萊頓瓶萊頓瓶的發(fā)明為科學(xué)界提供了一種貯存電的有萊頓瓶的發(fā)明為科學(xué)界提供了一種貯存電的有效方法；為進(jìn)一步研究電現(xiàn)象提供了一種新的效方法；為進(jìn)一步研究電現(xiàn)象提供了一種新的強(qiáng)有力的手段；對(duì)電知識(shí)的傳播和發(fā)展起了重強(qiáng)有力的手段；對(duì)電知識(shí)的傳播和發(fā)展起了重要的作用。要的作用。萊頓瓶因其發(fā)明地萊頓瓶因其發(fā)明地荷蘭萊頓城而得名。荷蘭萊頓城而得名。 8n 正電和負(fù)電正電和負(fù)電 1733年，法國(guó)科學(xué)家杜費(fèi)發(fā)現(xiàn)了年，法國(guó)科學(xué)家杜費(fèi)發(fā)現(xiàn)了“玻璃電玻璃電”（摩擦玻璃（摩擦玻璃棒所得的電）和棒所得的電）和“琥珀電琥珀電”（摩擦琥珀所得的電）有所

5、不同，（摩擦琥珀所得的電）有所不同，即存在兩種電，并發(fā)現(xiàn)了即存在兩種電，并發(fā)現(xiàn)了同種電荷相斥、異種電荷相吸同種電荷相斥、異種電荷相吸的規(guī)的規(guī)律。律。 二流體論：杜費(fèi)把電想象為二元流體當(dāng)它們結(jié)合在一二流體論：杜費(fèi)把電想象為二元流體當(dāng)它們結(jié)合在一起時(shí)彼此中和。起時(shí)彼此中和。 單流體學(xué)說：美國(guó)著名政治家、科學(xué)家富蘭克林通過實(shí)單流體學(xué)說：美國(guó)著名政治家、科學(xué)家富蘭克林通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)，17491749年提出了年提出了“單流體學(xué)說單流體學(xué)說”，他認(rèn)為：每個(gè)物體都有，他認(rèn)為：每個(gè)物體都有一定量的電，電只有一種。一定量的電，電只有一種。摩擦不能創(chuàng)造出電，只是使電從摩擦不能創(chuàng)造出電，只是使電從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)

6、物體上，它們的總量不變一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，它們的總量不變。物體上帶。物體上帶過量電的稱為帶過量電的稱為帶正電正電，不足的稱為帶，不足的稱為帶負(fù)電負(fù)電。 9n“天電天電”與與“地電地電”的統(tǒng)一的統(tǒng)一 富蘭克林富蘭克林著名的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)；著名的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)； 世界上第一個(gè)避雷針；世界上第一個(gè)避雷針； 還有人為了科學(xué)事業(yè)，以身殉職。還有人為了科學(xué)事業(yè)，以身殉職。 10n對(duì)電進(jìn)行定量研究對(duì)電進(jìn)行定量研究 1785年法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵龈鶕?jù)自己有關(guān)扭力方面年法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵龈鶕?jù)自己有關(guān)扭力方面的知識(shí)，設(shè)計(jì)制作了一臺(tái)精巧的扭秤的知識(shí)，設(shè)計(jì)制作了一臺(tái)精巧的扭秤 ，通過扭秤可通過扭秤可測(cè)量?jī)蓭щ娦∏蛑g靜電力的大

7、小測(cè)量?jī)蓭щ娦∏蛑g靜電力的大小 。11n靜電力靜電力 從扭秤實(shí)驗(yàn)得出真空中的庫侖定律：真空中兩個(gè)靜止正點(diǎn)電從扭秤實(shí)驗(yàn)得出真空中的庫侖定律：真空中兩個(gè)靜止正點(diǎn)電荷間相互作用力的大小與它們的電量的乘積成正比，與它們荷間相互作用力的大小與它們的電量的乘積成正比，與它們間距離的平方成反比作用力的方問沿兩電荷的連線同號(hào)間距離的平方成反比作用力的方問沿兩電荷的連線同號(hào)電荷相斥異號(hào)電荷相吸，靜電力為電荷相斥異號(hào)電荷相吸，靜電力為1q2q12r12e121212212q qFker122、磁現(xiàn)象、磁現(xiàn)象相傳第一個(gè)發(fā)現(xiàn)天然磁石的是古希臘時(shí)代的一位牧相傳第一個(gè)發(fā)現(xiàn)天然磁石的是古希臘時(shí)代的一位牧羊人，他名叫瑪格乃

8、斯，一天他把羊群趕到艾達(dá)山羊人，他名叫瑪格乃斯，一天他把羊群趕到艾達(dá)山坡，忽然，他拿著的鐵棍被山石吸住了，釘了鐵釘坡，忽然，他拿著的鐵棍被山石吸住了，釘了鐵釘?shù)难プ右脖簧绞难プ右脖簧绞?住了。這件事傳開來，引起了住了。這件事傳開來，引起了古希臘古希臘“七賢七賢”之一的泰勒斯的注意。他派了學(xué)生之一的泰勒斯的注意。他派了學(xué)生從那里找來了一些石頭，仔細(xì)研究。泰勒斯本來就從那里找來了一些石頭，仔細(xì)研究。泰勒斯本來就認(rèn)為萬物都充滿了靈魂。所以他就用靈魂來解釋這認(rèn)為萬物都充滿了靈魂。所以他就用靈魂來解釋這種磁石吸鐵現(xiàn)象。他還給石頭取了名字，叫瑪格乃種磁石吸鐵現(xiàn)象。他還給石頭取了名字，叫瑪格乃脫，這是

9、按礦石產(chǎn)地的地名（土耳其、麥克納西亞）脫，這是按礦石產(chǎn)地的地名（土耳其、麥克納西亞）的讀音轉(zhuǎn)化而來的，的讀音轉(zhuǎn)化而來的， 現(xiàn)在英文中就用這個(gè)字現(xiàn)在英文中就用這個(gè)字 magnetite 作為磁石。作為磁石。 132、磁現(xiàn)象、磁現(xiàn)象n天然磁石相互吸引或相互排斥。天然磁石相互吸引或相互排斥。n中國(guó)人用天然磁石制作司南指示方向。中國(guó)人用天然磁石制作司南指示方向。以后又研發(fā)了魚形鐵片的以后又研發(fā)了魚形鐵片的高溫加熱高溫加熱南北取向南北取向蘸火蘸火這種制作指南魚的技術(shù)。這種制作指南魚的技術(shù)。接著又研發(fā)了用磁石打磨鋼接著又研發(fā)了用磁石打磨鋼針制作指南針的技術(shù)。針制作指南針的技術(shù)。從而使指南針成為航海技術(shù)的從

10、而使指南針成為航海技術(shù)的重要設(shè)備。重要設(shè)備。14n磁極磁極 指向北方的叫北極，指向北方的叫北極， 指向南方的叫南極。指向南方的叫南極。 n磁力磁力 同名的磁極相互排斥，同名的磁極相互排斥， 異名的磁極相互吸引，異名的磁極相互吸引， 我們把這種力叫做磁力。我們把這種力叫做磁力。 SN15n地球的磁性地球的磁性 地球是有磁性的，好像地球是有磁性的，好像有一條形磁鐵蘊(yùn)含其中有一條形磁鐵蘊(yùn)含其中 。 地磁的影響向太空綿延地磁的影響向太空綿延50000km，形成了一個(gè)淚，形成了一個(gè)淚珠形狀的氣泡保護(hù)在地球珠形狀的氣泡保護(hù)在地球表面，從而對(duì)地球上的生表面，從而對(duì)地球上的生物形成保護(hù)膜，避免它們物形成保護(hù)膜

11、，避免它們受到來自太陽的高能輻射。受到來自太陽的高能輻射。 地球磁極逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象地球磁極逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象 。n地磁偏角地磁偏角 地磁的南北極與地理上的地磁的南北極與地理上的南北極不重合南北極不重合 16n磁荷磁荷 人們?cè)?jīng)設(shè)想在磁棒的兩極分別聚集人們?cè)?jīng)設(shè)想在磁棒的兩極分別聚集有兩種不同性質(zhì)的磁荷有兩種不同性質(zhì)的磁荷:“正磁荷正磁荷”和和“負(fù)磁荷負(fù)磁荷”. 但要證明磁荷的存在，得將磁棒的兩但要證明磁荷的存在，得將磁棒的兩 極分開，實(shí)驗(yàn)都以失敗告終極分開，實(shí)驗(yàn)都以失敗告終 。 結(jié)論：不存在磁荷。結(jié)論：不存在磁荷。SN+-173、場(chǎng)、場(chǎng)n歷史上的兩種觀點(diǎn)歷史上的兩種觀點(diǎn) 觀點(diǎn)觀點(diǎn)1 1：超距作用：超距作用 電

12、荷間的相互作用不需要借助介質(zhì)，也不需要傳遞電荷間的相互作用不需要借助介質(zhì)，也不需要傳遞的時(shí)間。即電荷間的相互作用可以超越空間和時(shí)間，直的時(shí)間。即電荷間的相互作用可以超越空間和時(shí)間，直接地、瞬時(shí)地實(shí)現(xiàn)。接地、瞬時(shí)地實(shí)現(xiàn)。 觀點(diǎn)觀點(diǎn)2 2：法拉第的場(chǎng)論：法拉第的場(chǎng)論 帶電體周圍存在著傳遞電荷間相互作用的物質(zhì)帶電體周圍存在著傳遞電荷間相互作用的物質(zhì)電場(chǎng)，磁體周圍存在著傳遞磁體間相互作用的物質(zhì)電場(chǎng)，磁體周圍存在著傳遞磁體間相互作用的物質(zhì)磁場(chǎng)，相互作用的傳遞不是瞬時(shí)完成，需要傳遞時(shí)間，磁場(chǎng)，相互作用的傳遞不是瞬時(shí)完成，需要傳遞時(shí)間，場(chǎng)是物質(zhì)存在的另場(chǎng)是物質(zhì)存在的另種形式。種形式。18n“場(chǎng)場(chǎng)”的概念的概

13、念流線與力線流線與力線法拉第類比于流體場(chǎng)，法拉第類比于流體場(chǎng)，對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的物理圖對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的物理圖景作了直觀的描述。他景作了直觀的描述。他提出，場(chǎng)是由力線組成提出，場(chǎng)是由力線組成的，許多力線組成一個(gè)的，許多力線組成一個(gè)力管，就像流體中許多力管，就像流體中許多流線組成一個(gè)流管一樣流線組成一個(gè)流管一樣(如圖如圖)。力線上任一點(diǎn)。力線上任一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的的切線方向就是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，力線的疏密場(chǎng)強(qiáng)方向，力線的疏密程度表示不同點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的程度表示不同點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小。大小。 19n電場(chǎng)電場(chǎng)力線將相反的電荷聯(lián)系起來力線將相反的電荷聯(lián)系起來 20n磁場(chǎng)磁場(chǎng)但由于數(shù)學(xué)水平不夠、法拉第無法把他從類比引發(fā)的

14、但由于數(shù)學(xué)水平不夠、法拉第無法把他從類比引發(fā)的豐富的想像提高到定量理論。豐富的想像提高到定量理論。 21二、電與磁的統(tǒng)一二、電與磁的統(tǒng)一1 1、電生磁、電生磁 電流的磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng)2 2、磁生電、磁生電 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 221、電生磁、電生磁n電流的磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng)奧斯特實(shí)驗(yàn)奧斯特實(shí)驗(yàn) 奧斯特實(shí)驗(yàn)表明，長(zhǎng)直載奧斯特實(shí)驗(yàn)表明，長(zhǎng)直載流導(dǎo)線使與之平行放置的流導(dǎo)線使與之平行放置的磁針受力偏轉(zhuǎn)。磁針受力偏轉(zhuǎn)。這種電流對(duì)磁針的作用，這種電流對(duì)磁針的作用，稱為電流的磁效應(yīng)。稱為電流的磁效應(yīng)。奧斯特還發(fā)現(xiàn)磁鐵也能使奧斯特還發(fā)現(xiàn)磁鐵也能使通電導(dǎo)線發(fā)生偏轉(zhuǎn)。通電導(dǎo)線發(fā)生偏轉(zhuǎn)。23畢奧畢奧- -薩伐爾薩伐

15、爾- -拉普拉斯定律拉普拉斯定律法國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家法國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家畢奧、薩伐爾和數(shù)學(xué)家拉普拉畢奧、薩伐爾和數(shù)學(xué)家拉普拉斯合作，找到了斯合作，找到了電流元在空間電流元在空間激發(fā)磁場(chǎng)的規(guī)律。激發(fā)磁場(chǎng)的規(guī)律。20sind4drlIB02dd4rI leBrIP*lIdBdrlIdrBdre24n安培右手定則安培右手定則法國(guó)數(shù)學(xué)家安培在奧斯持法國(guó)數(shù)學(xué)家安培在奧斯持實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)繞成螺實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)繞成螺線管的導(dǎo)線通電時(shí)，各方線管的導(dǎo)線通電時(shí)，各方面的作用如同一根條形磁面的作用如同一根條形磁鐵，還在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)鐵，還在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)磁性方向與電流方向的關(guān)磁性方向與電流方向的關(guān)系服從右手定則，后人稱系

16、服從右手定則，后人稱它為安培右手定則。它為安培右手定則。 25n安培定律：安培定律： 當(dāng)兩根平行導(dǎo)線的通電方向相同時(shí)，當(dāng)兩根平行導(dǎo)線的通電方向相同時(shí)，彼此吸引，當(dāng)通電方向相反時(shí)，彼此彼此吸引，當(dāng)通電方向相反時(shí)，彼此相斥。相斥。 兩根載流導(dǎo)體之兩根載流導(dǎo)體之間的力的大小，間的力的大小，與導(dǎo)線中電流的與導(dǎo)線中電流的乘積成正比，與乘積成正比，與導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正比，但與導(dǎo)線間比，但與導(dǎo)線間的距離成反比。的距離成反比。 26n物質(zhì)磁性的本源物質(zhì)磁性的本源 安培從通電螺線管的磁效應(yīng)與條安培從通電螺線管的磁效應(yīng)與條形磁鐵完全等效得到啟發(fā)，思考磁鐵形磁鐵完全等效得到啟發(fā)，思考磁鐵和電流是否是一致的

17、？據(jù)此提出一個(gè)和電流是否是一致的？據(jù)此提出一個(gè)假說：組成磁鐵的最小單元就是環(huán)形假說：組成磁鐵的最小單元就是環(huán)形電流，現(xiàn)在稱為分子電流。若分子電電流，現(xiàn)在稱為分子電流。若分子電流定向地排列，在宏觀上就會(huì)顯示出流定向地排列，在宏觀上就會(huì)顯示出南極和北極，從而產(chǎn)生磁現(xiàn)象，南極和北極，從而產(chǎn)生磁現(xiàn)象， 27無論是導(dǎo)線電流還是磁鐵，它們磁性的來源都無論是導(dǎo)線電流還是磁鐵，它們磁性的來源都是電荷的運(yùn)動(dòng)。磁現(xiàn)象的本質(zhì)是運(yùn)動(dòng)電荷之間是電荷的運(yùn)動(dòng)。磁現(xiàn)象的本質(zhì)是運(yùn)動(dòng)電荷之間的相互作用。的相互作用。 無論電荷運(yùn)動(dòng)還是靜止，它們之間都存在庫侖無論電荷運(yùn)動(dòng)還是靜止，它們之間都存在庫侖相互作用力，但是只有運(yùn)動(dòng)著的電荷之

18、間才存相互作用力，但是只有運(yùn)動(dòng)著的電荷之間才存在著安培相互作用（磁相互作用）。在著安培相互作用（磁相互作用）。 n物質(zhì)磁性的本源物質(zhì)磁性的本源282、磁生電、磁生電n電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)29n電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的是英國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家法拉第。發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的是英國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家法拉第。1831年他發(fā)現(xiàn)通電線圈在接通和斷開的瞬間能在年他發(fā)現(xiàn)通電線圈在接通和斷開的瞬間能在鄰近線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。緊接著又作了一系列實(shí)鄰近線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。緊接著又作了一系列實(shí)驗(yàn)：磁棒相對(duì)于線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流驗(yàn)：磁棒相對(duì)于線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)導(dǎo)體在磁鐵之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)

19、也產(chǎn)生感應(yīng)電；當(dāng)導(dǎo)體在磁鐵之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)也產(chǎn)生感應(yīng)電流。流。 30n電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 法拉第經(jīng)過歸納提煉，逐步掌握了問題的法拉第經(jīng)過歸納提煉，逐步掌握了問題的實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：“正在變化的電流；正在變化的正在變化的電流；正在變化的磁場(chǎng)；穩(wěn)恒電流的運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)體在磁場(chǎng)中磁場(chǎng)；穩(wěn)恒電流的運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。運(yùn)動(dòng)，都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。”他為電磁感應(yīng)他為電磁感應(yīng)定律的建立奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。定律的建立奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。31n楞次定律楞次定律 閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是使得閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是使得它所激發(fā)的磁場(chǎng)來阻止引起感應(yīng)電流的磁通它所激發(fā)的磁場(chǎng)來阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化量

20、的變化(增大或減小增大或減小)。或者，也可以表述?；蛘?，也可以表述為：感應(yīng)電流的效果，總是反抗引起感應(yīng)電為：感應(yīng)電流的效果，總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。流的原因。32n電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律德國(guó)物理學(xué)家紐曼給德國(guó)物理學(xué)家紐曼給出感生電動(dòng)勢(shì)的公式出感生電動(dòng)勢(shì)的公式 德國(guó)物理學(xué)家韋伯給德國(guó)物理學(xué)家韋伯給出動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的公式出動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的公式 紐曼做了一點(diǎn)假紐曼做了一點(diǎn)假設(shè)，導(dǎo)出了感生設(shè)，導(dǎo)出了感生電動(dòng)勢(shì)公式電動(dòng)勢(shì)公式 韋伯發(fā)展了安培理韋伯發(fā)展了安培理論，推導(dǎo)出動(dòng)生電論，推導(dǎo)出動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式動(dòng)勢(shì)公式 dSBSt dddSBSt 其中曲面不隨其中曲面不隨時(shí)間改變時(shí)間改變其中磁感強(qiáng)度其中磁感強(qiáng)度不隨時(shí)間

21、改變不隨時(shí)間改變33n電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋總結(jié)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式總結(jié)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式dddSBSt 其中曲面和磁感強(qiáng)其中曲面和磁感強(qiáng)度度都可以隨時(shí)間改變都可以隨時(shí)間改變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的嚴(yán)密規(guī)律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的嚴(yán)密規(guī)律d() dSlBSBltv 但是此公式有瑕疵，但是此公式有瑕疵，當(dāng)導(dǎo)體回路由于運(yùn)當(dāng)導(dǎo)體回路由于運(yùn)動(dòng)而有出現(xiàn)斷口趨動(dòng)而有出現(xiàn)斷口趨勢(shì)的情況下，它不勢(shì)的情況下，它不成立。成立。34n電磁感應(yīng)的應(yīng)用電磁感應(yīng)的應(yīng)用 電磁感應(yīng)定律，猶如一把打開電能寶庫的電磁感應(yīng)定律，猶如一把打開電能寶庫的金鑰匙，發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器，以及交金鑰匙，發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器，

22、以及交流電的利用等等，都以此為基礎(chǔ)，對(duì)人類社流電的利用等等，都以此為基礎(chǔ)，對(duì)人類社會(huì)有著劃時(shí)代的貢獻(xiàn)。會(huì)有著劃時(shí)代的貢獻(xiàn)。35三、電磁場(chǎng)與電磁波三、電磁場(chǎng)與電磁波1 1、電磁場(chǎng)電磁場(chǎng)2 2、電磁波電磁波361 1、電磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)n電磁場(chǎng)理論的基礎(chǔ)電磁場(chǎng)理論的基礎(chǔ) 麥克斯韋的兩條創(chuàng)新假說：麥克斯韋的兩條創(chuàng)新假說： 渦旋電場(chǎng)：渦旋電場(chǎng)：變化的磁場(chǎng)在空間激發(fā)出渦旋電場(chǎng)。無論空間中是否存在導(dǎo)體變化的磁場(chǎng)在空間激發(fā)出渦旋電場(chǎng)。無論空間中是否存在導(dǎo)體或?qū)w回路，無論有無介質(zhì)存在，變化的磁場(chǎng)激發(fā)的渦旋電場(chǎng)總是客觀存在或?qū)w回路，無論有無介質(zhì)存在，變化的磁場(chǎng)激發(fā)的渦旋電場(chǎng)總是客觀存在的。渦旋電場(chǎng)是無源場(chǎng)，用于

23、形象地描寫渦旋電場(chǎng)的電力線是閉合曲線。渦的。渦旋電場(chǎng)是無源場(chǎng)，用于形象地描寫渦旋電場(chǎng)的電力線是閉合曲線。渦旋電場(chǎng)是非保守場(chǎng)。旋電場(chǎng)是非保守場(chǎng)。 位移電流：位移電流：變化的電場(chǎng)在空間激發(fā)出渦旋磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)也好像是由一個(gè)變化的電場(chǎng)在空間激發(fā)出渦旋磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)也好像是由一個(gè)電流激發(fā)的，這個(gè)電流稱為位移電流。電流激發(fā)的，這個(gè)電流稱為位移電流。37n電磁場(chǎng)的概念電磁場(chǎng)的概念 電場(chǎng)和磁場(chǎng)既互相聯(lián)系，而且在一定的條件下可電場(chǎng)和磁場(chǎng)既互相聯(lián)系，而且在一定的條件下可以互相激發(fā)，即可以互相轉(zhuǎn)化，電場(chǎng)和磁場(chǎng)所形成以互相激發(fā)，即可以互相轉(zhuǎn)化，電場(chǎng)和磁場(chǎng)所形成的統(tǒng)一體，叫做電磁場(chǎng)。的統(tǒng)一體，叫做電磁場(chǎng)。 前面提到的

24、靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒磁場(chǎng)都只不過是電磁場(chǎng)前面提到的靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒磁場(chǎng)都只不過是電磁場(chǎng)的兩種特殊形式。的兩種特殊形式。 38BEt DHJtD0B其中，其中，E和和D是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量電場(chǎng)強(qiáng)度和電位移，和電位移，B和和H是描述磁場(chǎng)性質(zhì)的物理量磁感是描述磁場(chǎng)性質(zhì)的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度，應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度，J 和和分別表示自由電流密分別表示自由電流密度和自由電荷體密度。度和自由電荷體密度。n電磁場(chǎng)的基本方程電磁場(chǎng)的基本方程 麥克斯韋方程組麥克斯韋方程組 392 2、電磁波、電磁波n電磁波的提出電磁波的提出 根據(jù)麥克斯韋方程組導(dǎo)出的一個(gè)重要結(jié)果是電根據(jù)麥克斯韋方程組導(dǎo)出的一個(gè)重要結(jié)果是電磁場(chǎng)以波動(dòng)的方式運(yùn)動(dòng)，這種波動(dòng)叫做電磁波。磁場(chǎng)以波動(dòng)的方式運(yùn)動(dòng)，這種波動(dòng)叫做電磁波。 麥克斯韋首先從理論上預(yù)言電磁波的存在。麥麥克斯韋首先從理論上預(yù)言電磁波的存在。麥克斯韋的理論如此新穎、深刻、完美，以致在問克斯韋的理論如此新穎、深刻、完美，以致在問世后的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不為人所理解。世后的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不為人所理解。40n證明電磁波存在的實(shí)驗(yàn)證明電磁波存在的實(shí)驗(yàn) 赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在，以后，磁波的存在，以后，電磁波不斷被實(shí)驗(yàn)所電磁波不斷被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，麥克斯韋的理證實(shí)，麥克斯韋的理論才被接受，電磁波論才