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电磁学现象及规律浅析

摘要：本文主要以电磁学现象及规律分析为重点进行阐述,结合当下奥斯特实验与

电磁现象的发现为主要依据,从电磁感应现象、电磁波、电磁学的具体应用这三方面进行深

入探索,其目的在于推动电磁学在社会各个行业中广泛利用。

关键词：电磁学,电磁波,磁场,电场

0、引言

电磁学的基础知识与高中物理许多知识点都有关联,而作为现代科学一个新兴分

支学科,其已经广泛利用到了现代科学的各个层面,对当下科技快速发展具有至关重要的作

用。电磁学属于一门交互学科,主要研究电、磁与电磁的作用,其重点探究的是电磁学的运

用与规律,为物理学的一个分支。电磁学从广义上来讲,其包括电学与磁学两种,而从侠义

上来讲,其是一门探究典型与磁性交互关系的学科。以下主要阐述电磁学现象及规律。

1、奥斯特实验与电磁现象的发现

1.1库伦定律

库伦定律是我们初中所学的重要知识点之一,它主要阐述的是两个点电荷间的关

系,可以说其是发现电磁学规律的前提条件。首先我们可以从电的现象入手,通过对其讨论

发现,电学中与力学关系,这便不难导出电同磁之间所存在的关系。所谓的库仑定律,就是

真空环境中两个相对静止的点电荷,期间的作用力与电荷所附带电量的积为正比,同它们间

的距离平方成反比能够将其表达为,这个公式中的F所代表的是两个点电荷间的作用力,而

k所表示的则是比例系数,q1q2所代表的则是两个点电荷的实际电量,r为两点点电荷间的距

离。并作用力的方向会同点电荷间的连线,同电荷相斥,异电荷相吸。此时的F可以被叫做

库存力。

1.2奥斯特实验

通过库伦定量我们知道了两个点电荷间存在的互相作用的力,将其作为前提条件,

物理学家们又经过不断探究与实验发现,当通电的物体碰触到磁场时也会产生相互作用力。

电磁的发现者奥斯特利用实验充分证明了该观点,通电导线与磁场间的关系,其二者确实能

够产生相互作用力。凡是带电的物体碰触到磁场就会产生相互作用力。在十九世纪初期,它

在做电鱼磁的实验时无意间发现了此现象:通电的铂丝会使罩有玻璃罩的指南针发生转动,

尽管用肉眼观察非常弱小,并且十分不规则,但这对奥斯特带来的巨大启发,促使着他又开

展了诸多相关实验,为证明自己的想法。常规情况下,受磁场影响,指南针对指定南北,但当

有电流经过时,指南针就会出现偏转,这便说明了导线对指南针有作用力。当电源断开时,

指南针又会恢复最初的状态,通过这一实验我们不难发现,通电导体对磁性物质的作用力。

通过深层次的实验,能够发现,该作用力是利用场的形式传递的。

2、电磁感应现象

身为电磁的发现者,科学家奥斯特通过相关实验证明了磁性物质与通电导线间,确

实含有作用力。奥斯特实验的验证,发现了新兴领域,这便为物理学应用领域拓宽提供了有

利条件,物理学家通过对新兴领域的不断探索,发现了载流线圈的磁场与安培环路定理等内

容。通过上述实验我们能够对通电导体与磁场间有一个基本认识,随着上述观点的不断完善,

磁场也可能会影响电流或是电动势的假设被提出,这便是当前总所周知的电磁感应现象。

十九世纪初物理学家法拉第利用实验首先验证了上述观点,通俗的讲就是变化磁

通量中的导体,能够切实产生电动势,其学名为感应电动势。它对应的公式为E=n驻准/驻t,

公式中的E是感应电动势,n是线圈匝数,驻准/驻t为磁通量的变化率。

磁通量变化会出现感应电动势这一现象被发现,为近现代科学领域发展提供了便

利条件。电磁感应现象不仅能够揭示电和磁之间的关系,还为电同磁之间的转化夯实了基础,

使群众获得巨大且廉价的电能变为可能,其对近现代社会科技发展具有重要作用。时至今日,

电磁感应现象利用范围依旧在不断拓宽,其在电子技术、电工、电动化以及电气化等方面皆

占据着主体地位,极大地促进了社会生产力发展,为我国经济发展提供了有效依据。

3、电磁波分析

麦克斯韦对电磁波的预言以及赫兹探究出了电磁波能够说电磁信息走向了一个新

的高度。麦克斯韦通过对前人的研究成果进行梳理,又深入的将电场与磁场的基本规律进行

了综合与归纳,有效的优化了电磁场的基础理论结构,就是我们所熟知的麦克斯韦方程组。

麦克斯韦方程组的出现,使电磁现象完成了宏观与