文科物理第二章.pptVIP

他试图参照牛顿力学的方法，处理电磁学问题。他认为在电磁学中与质点相对应的是电流元，所以根本问题是找出电流元之间的相互作用力。为此，自1820年10月起，他潜心研究电流间的相互作用，这期间显示了他的高超实验技巧。依据四个典型实验，他终于得出了两个电流元间的作用力公式。他把自己的理论称作“电动力学”。安培在电磁学方面的主要著作是《电动力学现象的数学理论》，它是电磁学的重要经典著作之一。第31页，共78页，星期日，2025年，2月5日以他的姓氏安培命名的电流强度的单位，为国际单位制的基本单位之一。此外，他还提出，在螺线管中加软铁芯，可以增强磁性。1820年他首先提出利用电磁现象传递电报讯号。第32页，共78页，星期日，2025年，2月5日欧姆发现电路定律基尔霍夫分支电路定律第33页，共78页，星期日，2025年，2月5日乔治·西蒙·欧姆(1787—1845)1787年3月16日生于德国埃尔兰根城，父亲是锁匠。父亲自学了数学和物理方面的知识，并教给少年时期的欧姆，唤起了欧姆对科学的兴趣。16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学，由于经济困难，中途缀学，到1813年才完成博士学业。欧姆是一个很有天才和科学抱负的人，他长期担任中学教师，由于缺少资料和仪器，给他的研究工作带来不少困难，但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究，自己动手制作仪器。第34页，共78页，星期日，2025年，2月5日欧姆对导线中的电流进行了研究。他从傅立叶发现的热传导规律受到启发，导热杆中两点间的热流量(在导热物体中单位时间内通过垂直于传热方向某一截面的热量)正比于这两点间的温度差。因而欧姆认为，电流现象与此相似，猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力，即现在所称的电动势。欧姆花了很大的精力在这方面进行研究。开始他用伏打电堆作电源，但是因为电流不稳定，效果不好。后来他改用温差电池作电源，从而保证了电流的稳定性。第35页，共78页，星期日，2025年，2月5日但是如何测量电流的大小，这在当时还是一个没有解决的难题。开始，欧姆利用电流的热效应，用热胀冷缩的方法来测量电流，但这种方法难以得到精确的结果。后来他把奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤结合起来，巧妙地设计了一个电流扭秤，用一根扭丝悬挂一磁针，让通电导线和磁针都沿子午线方向平行放置；再用铋和铜温差电池，一端浸在沸水中，另一端浸在碎冰中，并用两个水银槽作电极，与铜线相连。当导线中通过电流时，磁针的偏转角与导线中的电流成正比。第36页，共78页，星期日，2025年，2月5日实验中他用粗细相同、长度不同的八根铜导线进行了测量，得出了如下的等式：X＝a／(b＋x)式中X为磁效应强度，即电流的大小；a是与激发力(即温度差)有关的常数，即电动势；x表示导线的长度，b是与电路其余部分的电阻有关的常数，b＋x实际上表示电路的总电阻。第37页，共78页，星期日，2025年，2月5日这个结果于1826年发表。1827年欧姆又在《动电电路的数学研究》一书中，把他的实验规律总结成如下公式：Ｓ＝γE。式中S表示电流；E表示电动力，即导线两端的电势差，γ为导线对电流的传导率，其倒数即为电阻。第38页，共78页，星期日，2025年，2月5日欧姆定律发现初期，许多物理学家不能正确理解和评价这一发现，并遭到怀疑和尖锐的批评。研究成果被忽视，经济极其困难，使欧姆精神抑郁。直到1841年英国皇家学会授予他最高荣誉的科普利金牌，才引起德国科学界的重视。欧姆在自己的许多著作里还证明了：电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积和传导性成反比；在稳定电流的情况下，电荷不仅在导体的表面上，而且在导体的整个截面上运动。第39页，共78页，星期日，2025年，2月5日法拉第从事电磁现象的实验研究楞次给出感应电流方向的描述第40页，共78页，星期日，2025年，2月5日电磁场的麦克斯韦方程组赫兹电磁波实验第41页，共78页，星期日，2025年，2月5日§2.2静电学与静磁学电”在西方是从希腊文ηλεκτρον(琥珀)一词转意得来。大概是有一个希腊牧羊人想用羊皮把捡到的琥珀擦亮,不经意中发现琥珀具有一种吸引碎草屑的神秘性质。在中国则是从雷闪现象中引出来的。第42页，共78页，星期日，2025年，2月5日2.2.1静电学静电学是研究静止电荷产生电场及电场对电荷产生作用力的规律。电荷种类：正电荷和负电荷。第43页，共78页，星期日，2025年，2月5日电荷守恒定律：电荷可以从一个物体转移到另一个物体，任何物理过程中电荷的代数和保持不变。库仑定律：同种电荷相互排斥，异种电荷