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電磁學(xué)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-09-19
電磁學(xué)是研究宏觀電磁現(xiàn)象和客觀物體的電磁性質(zhì)的學(xué)科。人們很早就接觸到電和磁的現(xiàn)象,并知道磁棒有南北兩極。在18世紀(jì),發(fā)現(xiàn)電荷有兩種:正電荷和負(fù)電荷。不論是電荷還是磁極都是同性相斥,異性相吸,作用力的方向在電荷之間或磁極之間的連接線上,力的大小和它們之間的距離的平方成反比。在這兩點(diǎn)上和萬有引力很相似。18世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)電荷能夠流動(dòng),這就是電流。但長期沒有發(fā)現(xiàn)電和磁之間的聯(lián)系。
現(xiàn)在人們認(rèn)識(shí)到,電磁場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種特殊形式。電荷在其周圍產(chǎn)生電場(chǎng),這個(gè)電場(chǎng)又以力作用于其他電荷。磁體和電流在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng),而這個(gè)磁場(chǎng)又以力作用于其他磁體和內(nèi)部有電流的物體。電磁場(chǎng)也具有能量和動(dòng)量,是傳遞電磁力的媒介,它彌漫于整個(gè)空間。
19世紀(jì)下半葉,麥克斯韋總結(jié)了宏觀電磁現(xiàn)象的規(guī)律,并引進(jìn)位移電流的概念。這個(gè)概念的核心思想是:變化著的電場(chǎng)能產(chǎn)生磁場(chǎng);變化著的磁場(chǎng)也能產(chǎn)生電場(chǎng)。在此基礎(chǔ)上他提出了一組偏微分方程來表達(dá)電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律。這套方程稱為麥克斯韋方程組,是經(jīng)典電磁學(xué)的基本方程。麥克斯韋的電磁理論預(yù)言了電磁波的存在,其傳播速度等于光速,這一預(yù)言后來為赫茲的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。于是人們認(rèn)識(shí)到麥克斯韋的電磁理論正確地反映了宏觀電磁現(xiàn)象的規(guī)律,肯定了光也是一種電磁波。
由于電磁場(chǎng)能夠以力作用于帶電粒子,一個(gè)運(yùn)動(dòng)中的帶電粒子既受到電場(chǎng)的力,也受到磁場(chǎng)的力,洛倫茨把運(yùn)動(dòng)電荷所受到的電磁場(chǎng)的作用力歸結(jié)為一個(gè)公式,人們就稱這個(gè)力為洛倫茨力。描述電磁場(chǎng)基本規(guī)律的麥克斯韋方程組和洛倫茨力就構(gòu)成了經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。
 
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