第三篇电磁学部分 1.什么是电磁学 前面研究了机械运动和热运动,现在开始研究电磁运动 大量实验事实证明,物体间相互作用不是超距发生的,而是由场传递的。电磁力就是由电磁场传递的 正是场与实物间的相互作用,才导致了实物间的相互作用。电磁学研究物质间电磁相互作用,研究电磁场 的产生、变化和运动的规律 电磁运动是物质的一种基本运动形式,电磁相互作用是自然界已知的四种相互作用之一。在日常生活 和生产活动中,在对物质结构的深入认识过程中,都要涉及电磁运动。因此理解和掌握电磁运动的基本规 律,在理论和实践中都有重要的意义。学好电磁学是学习电工学、无线电电子学、自动控制、计算机技术 等学科的基础,在现代物理学中的地位也是非常重要的。 2.电磁学是研究电磁运动及其规律的科学,它的主要内容有 (1)电荷、电流产生电场和磁场的规律; (2)电场和磁场的相互作用; (3)电磁场对电流、电荷的作用 (4)电磁场中物质的各种性质。 本部分共有5章。 第八章真空中的静电场 第九章静电场中的导体和电介质 第十章恒定电流和真空中的恒定磁场 第十一章磁场中的磁介质 第十二章电磁感应和电磁场 ◆关于电磁现象的观察记录 公元前约585年希腊学者泰勒斯观察到用布摩擦过的琥珀能吸引轻微物体。“电'( (electricity)这个词就 是来源于希腊文琥珀 我国,战国时期《韩非子》中有关“司南”的记载;《吕氏春秋》中有关“慈石召铁”的记载东汉时期王 充所著《论衡》一书记有“顿牟缀芥,磁石引针”字句 ◆电和磁现象的系统研究 英国的威廉·吉尔伯特在1600年出版的《论磁、磁体和地球作为一个巨大的磁体》一书中描述了对电 现象所做的硏究,把琥珀、金刚石、蓝宝石、硫磺、树脂等物质摩擦后会吸引轻小物体的作用称为“电性 也正是他创造了“电”这个词。吉尔伯特第一次明确区分了以前常被人混在一起的电和磁这两种吸引。他指 出这两种吸引之间有深刻的差异。 ◆电磁现象的定量研究 从1785年库仑定律的建立开始,其后通过泊松、高斯等人的研究形成了静电场(以及静磁场)的(超 距作用)理论。伽伐尼于1786年发现了电流,后经伏特、欧姆、法拉第等人发现了关于电流的定律。1820 年奧斯特发现了电流的磁效应,一两年内,毕奧、萨伐尔、安培、拉普拉斯等作了进一步定量的研究。1831 年法拉第发现了有名的电磁感应现象,并提出了场和电力线的概念,进一步揭示了电与磁的联系。在这样 的基础上,麦克斯韦集前人之大成,再加上他极富创见的关于感应电场和位移电流的假说,建立了一套方 程组为基础的完整的宏观的电磁场理论。 电磁学内容按性质来分,主要包括“场”和“路”两部分。大学物理偏重于从“场”的观点来进行阐述。 场”不同于实物物质,它具有空间分布,但同样具有质量、能量和动量,对矢量场(包括静电场和磁场) 的描述通常用到‘通量”和“环流ˆ两个概念及相应的通量定理和环路定理