电磁学的发展.docx
- 文档编号:8962021
- 上传时间:2023-05-16
- 格式:DOCX
- 页数:30
- 大小:91.90KB
电磁学的发展.docx
《电磁学的发展.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电磁学的发展.docx(30页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
电磁学的发展
第六章电磁学的发展
教学目的与要求:
掌握:
库仑定律的发现过程及内容;安培定律的发现过程;电流的磁效应的发现过程;电磁感应的发现过程及意义;麦克斯韦经典电磁场理论。
熟悉:
人们对电、磁现象的早期研究;了解电流、;场的概念。
了解:
麦克斯韦经典电磁场理论的建立及赫兹对其验证情况。
教学重点,难点:
库仑定律的发现过程及内容;安培定律的发现过程;电流的磁效应的发现过程;电磁感应的发现过程及意义;麦克斯韦经典电磁场理论。
教学内容:
§1.对电磁现象的早期认识
1.中国
西周(公元前1100-公元前771)青铜铭文就记载有“电”字和“雷”字。
先秦:
“阴阳相薄,感而为雷,激而为霆。
霆,电也。
”
古人将磁石称为慈石来形容磁石“以为母也,故能引其子”的功能。
2.英国人吉尔伯特——论磁:
曾为英国伊丽莎白一世的御医,1600年发表《论磁石》,总结了前人的经验,记载了大量实验。
如“小地球”实验。
伽利落称其为“经验主义的奠基人”。
3.1663年,盖里克发明摩擦起电机;
4.1720年,英国牧师格雷研究了电的传导现象;
5.1733年,杜非分别了两种电;松脂电和玻璃电;
6.莱顿瓶的发现
1745年,荷兰莱顿城莱顿大学教授马森布洛克(Musschenbrock)发现了莱顿瓶,为贮存电荷找到了一个方法。
莱顿瓶就是一个玻璃瓶,在瓶里核瓶外分别贴有锡箔。
瓶里锡箔通过金属链与金属棒连接,棒的上端是一个金属球。
表演实验:
法国人诺莱特在一座巴黎大教堂前邀请了法国路易十五的皇室成员临场观看:
七百名修道士手拉手排成一行,排头的修道士用手握住莱顿瓶,当莱顿瓶充电后,让排尾的修道士触摸莱顿瓶的引线。
顿时,七百名修道士几乎同时跳了起来。
在场的人目瞪口呆。
从而展示了电的巨大威力。
§2.富兰克林对雷电现象的研究
1.富兰克林(1706-1790)
美国人,在全家17个孩子中排行15,其父是小手工业者,家境贫困。
他在10岁时缀学,12岁当印刷所学徒,阅读了许多书籍,后来成为科学家和政治家。
1743年创立美国哲学学会;1751年协助创办宾夕法尼亚大学,1756年当选为英国皇家学会会员。
自己写的墓志铭:
“印刷工富兰克林”。
2.电荷守恒定律的发现
1746年,英国物理学家、皇家学会会员柯林森(PeterCoullinson),通过邮寄向美国费城的富兰克林赠送了一只莱顿瓶,富兰克林利用莱顿瓶做了大量的静电学实验,他发现两个带有不同性质电荷的带电体,相互接触后可以呈现中性。
根据这种相消性和数学上的正负数的概念,把两种不同性质的电荷分别称为“正电”和“负电”,并进一步得出结论①正电和负电在本质上不应有什么差别;②摩擦起电过程中,总是形成等量异种电荷;③摩擦起电过程中,一方失去的电荷与另一方得到的电荷在数量上相等。
从而得到了电荷守恒定律。
3.费城实验
富兰克林40岁时,观看了电学实验,从而对电有了兴趣。
其中有一个想法,天上的电和地电是统一的吗?
1752年7月,一个电闪雷鸣的上午,他将一个风筝放到空中,风筝下有一根铁丝,铁丝下栓一根麻绳,麻绳的下一端拴丝线,绳线接触处栓了一把钥匙。
同时他还把从云端“吸取”的电荷收集在莱顿瓶中,并进行其他实验。
现象:
麻绳上得纤维向四周自立,犹如“怒发冲冠”,铜钥匙可以给莱顿瓶充电,与摩擦电性质完全相同。
富兰克林的工作,揭开了雷电的奥秘,统一了“天电”和“地电”,震惊了科学界。
小插曲:
为了验证“地电”与“天电”的相同处,富兰克林想到雷可以击死动物,于是他就实验用“地电”去击杀火鸡,结果被电打昏了。
苏醒后,却不介意地说:
“我本想用电杀死一只火鸡,结果差点电死了一个傻瓜。
”
然而,风险是的确存在的。
1753年,俄国的里赫曼在做大气电实验时不幸中电身亡,为科学献身。
4.发明避雷针
富兰克林将其发现转化为应用-避雷针诞生了。
1782年,仅费城一处,采用避雷针就多达400多处。
5.科学兴趣广泛
研究了火炉的改良,植物的移植,传染病的防治.写出了《电学的实验和研究》的著作。
6.政治活动家
独立宣言和美国宪法的起草人之一,为祖国的独立和解放作出了贡献的政治活动家。
美国独立战争期间,已经年老的富兰克林代表初创的美国出使法国,利用英法之间的矛盾争取了法国的援助。
§3.从定性到定量——库仑定律的发现
一.类比法的成功
1.电力作用的猜测
1759年,德国柏林科学院院士爱皮努斯(F.U.T.Aepinus)在书中假设电荷之间的斥力和吸力随带电物体的距离的减小而增大。
1760年,D.伯努利首先猜测电力会不会跟万有引力一样,服从平方反比定律。
他的想法在当时具有一定的代表性。
2.富兰克林的空罐实验
用丝线将一小块软木悬挂在带电金属罐外的附近,软木受到吸引。
但把它悬挂在罐内时,不论在罐内何处,它都不受电力。
富兰克林写信将这一现象告之他的英国朋友普利斯特利(化学家,氧气的发现者),普利斯特利想到:
1687年牛顿曾证明:
万有引力若服从平方反比定律,则均匀的物质球壳对壳内物体应无作用。
普利斯特利重复了上述实验,并将空罐实验与牛顿推理类比。
在1767年《电学历史和现状极其原始实验》一书中他写到:
“难道我们就不能从这个实验得出结论:
电的吸引与万有引力服从同一定律,即平方反比关系,因为很容易证明,假如地球是一个球壳,在壳内的物体受到一边的吸引力,决不会大于另一边的吸引。
”
但是,普利斯特利的结论并没有得到科学界的重视,因为他没有进行的论证,只是处于猜测阶段。
3.罗比逊实验
罗比逊(JohnRobiso,苏格兰人):
受爱皮努斯的影响,设计了一个杠杆装置,如图。
利用活动杆所受重力和电力的平衡,从支架的平衡角度求电力与距离的关系。
并得出结论:
在实验误差范围内,电力服从平方反比定律。
二库仑的引力实验
1.库仑生平(C.A.Coulomb,1736-1806):
法国人,青年时是军事工程师,1764年起服军役,1776年因身体原因回到巴黎,从此致力于科学研究。
1779年因研究磁石问题获奖励,1781年因关于摩擦的研究获法国科学院奖励,同年因论述扭力的论文被选为法国科学院院士。
2.同种电荷的斥力测量----库仑的扭秤实验
由于金属丝的扭力正比于扭转角,将扭丝悬挂起来,通过扭转角的大小即可测量电荷间作用力的大小,其精度可达万分之一格令,1785年库仑据此制成电秤,用以测定电力。
叫作库仑扭秤。
但对于异种电荷,由于两球相吸,接触后电荷中和,无法继续进行实验。
3.异种电荷的引力测量---库仑电摆实验
和牛顿单摆类比:
由于地球对物体的作用力反比于两者之间距离的平方,所以存在地面上的单摆的摆动周期正比于摆锤离地心的距离,即T∝r{∵T=2π(L/g)1/2和mg≈GmM/r2,将后式g代入前式}
若电荷间的引力也遵循距离平方的反比关系,则由带电体间引力产生的物体的摆动,其摆动周期T必定也正比于两带电体之间的距离r。
从而设计电摆实验。
库仑单摆实验结果分析与处理:
当纸片与球心距离之比为3:
6:
8时,实验的电摆周期之比为20:
41:
60,而理论计算应为20:
40:
53(系数为20/3)。
实验结果与理论计算之间存在差异。
但库仑坚信引力的平方反比关系,经过认真分析,他认为实验误差的产生是因为漏电引起的。
经过对漏电原因的修正,实验值与理论值基本符合。
于是得出电的引力和斥力都遵守平方反比规律。
并于1785年在法国科学院发表论文,提出著名的库仑定律。
4.库仑定律
万有引力定律
5.库仑定律的建立使电磁学进入了定量的研究,使电磁学真正成为一门科学。
数学的引入,使这门科学更锦上添花。
·类比方法的成功
如果不是与万有引力进行类比,单靠实验具体数据的积累,严格的库仑定律的形式将很难得到。
由此我们可以看到类比在科学研究中的作用。
三卡文迪什的工作
卡文迪什(1731-1810):
英国人,作电学实验时曾做了电阻测量,比欧姆更早发现欧姆定律;测电力比库仑用扭秤早11年,研究电容的性质和介质的介电常数,引出了电位的概念等。
科学研究对于他是一个纯粹的爱好,他并不关心自己的研究成果是否发表和能否获得荣誉,性格古怪,因此独自研究60年,其工作却不为人所知。
1879年,作为卡文迪什实验室的第一任主任的麦克斯韦出版了一本题为《尊敬的亨利·卡文迪什的电学研究》,才将卡文迪什的工作公布于众。
卡文迪什关于电的平方反比关系的研究:
①半球实验:
②数学论证:
如右图,在均匀带电球内,任取一点P,过P做对顶的圆锥面,分别在球面上截得面元dS1、dS2,它们到P点的距离分别为r1、r2,则两面元对P点所张立体角为dΩ1、dΩ2。
dΩ1=dS1/r12dΩ2=dS2/r22
又dΩ1=dΩ2
故dS2/dS1=r22/r12
设球面上单位面积上的作用力为f,则有
dF1=f1dS1dF2=f2dS2
根据球内P点所受电力为零,则有dF1=dF2
于是得:
f1/f2=dS2/dS1=r22/r12
因此,只要实验证明球内任一点P处所受电力为零,就表明电荷间作用力与距离平方成反比。
即f(r)∝1/r2.
§4.由静电到动电——电流的发现
一伽伐尼(1737-1798)的研究:
意大利人,解剖学教授。
1780年他与学生解剖青蛙,发现电火花会使蛙腿抽搐,后来他又发现当用铜钩倒挂蛙腿,再用铁梁横挑,蛙腿也会痉挛。
1791年发表了论文《论肌肉运动中的电力》。
他是发现电流的第一人,但认为是一种动物电。
二伏打的“金属接触说”
1.伏打(1737-1798)
意大利帕维大学教授,否定了伽伐尼动物说。
他认为,电来自两种不同金属的接触,青蛙只不过是起了验电器的作用。
2.问题的提出
开始,伏打很赞同伽伐尼关于生物电的想法,但在进一步的研究中,他提出了一个问题:
肌肉接触两个不同金属时,所产生的电流究竟是肌肉组织引起的,还是由金属引起的?
1794年他决定只用金属做实验。
结果发现,电流的产生、持续和生命组织无关。
并进一步指出:
一切作用都是由于金属接触了某种潮湿的物体,或者接触水本身而引起的。
为了阐明自己的观点,他比较了各种金属,并把它们排成表:
+锌、锡、铁、铜、银-。
只要将其中两种不同的金属接触,就会出现一个带正电而另一个带负电,从而产生接触电势差。
3.伏打电堆——第一个直流电源
1800年,伏打制成了伏打电池:
他把两种金属片(如银和锌)与浸透食盐水或碱水的纸或皮革接触,再将两种金属连接起来,立即产生了电流。
他把许多这种装置连接起来,得到了强的多的电流,我们称之为伏打电堆。
伏打因此得到了拿破仑授予的一枚金质奖章,并成为法国科学院的院士。
今天电学中的一个重要单位“伏特”,就是为了纪念他。
4.意义
电池的发明,提供了产生恒定电流的电源,使电学从静电走向动电,为人们研究电流的各种效应提供了条件。
从此电学进入了飞速发展时期。
三欧姆定律
欧姆(1787-1854):
德国人,家境贫困,中断大学学业后当了中学老师。
后被慕尼黑大学任命为教授。
欧姆在傅立叶的热传导理论的启发下进行的电学研究。
他将付里叶在热学中提出的热流、热阻,类比电学中的电流、电阻,温度差类比电势差。
认为导线中两点之间的电流也许正比于这两点间的某种推动力之差(欧姆称之为电张力)。
为了证实上述类比的正确性,欧姆做了很多实验研究。
开始欧姆所用电源是伏打电堆,由于这种电源不稳定,给实验工作带来很大困难。
1821年,塞贝克(T.J.Seebeck)发明了温差电偶。
欧姆采纳波根道夫的建议,采用温差电偶做电源,从而得到稳定的电源。
为后来实验的成功提供了条件。
通过实验验证,在1826年发现了欧姆定律。
使与电流相关的物理量可以测定和推出。
人们为纪念他,将电阻的单位定为“欧姆”。
§5.电流的磁效应与安培定律
自吉尔伯特开始以来的二百多年,电和磁一直是毫无关系的两门学科,围绕电与磁寻找自然现象之间的联系,成为一种潮流。
1820年,奥斯特发现了电流的磁效应,继泰勒斯2400年之后,建立了电与磁的联系。
一发现电流磁效应
1.电和磁有没有联系?
“顿牟缀芥,磁石引针”说明电现象和磁现象的相似性;电力与磁力都遵守平方反比定律,说明它们有类似的规律。
但电与磁有没有联系呢?
17世纪初,吉尔伯特断言,他们之间没有因果关系;库仑也持相同观点。
但:
1731年一名英国商人的一箱新刀在闪电过后带上了磁性;1751年,富兰克林发现缝纫针经过莱顿瓶放电后磁化了。
1774年,德国一家研究机构悬奖征解,题目是:
“电力和磁力是否存在实际和物理的相似性?
”
2.奥斯特(1777-1851)的发现
丹麦人,发现电流磁效应的第一人。
1799年的博士论文《论外部自然的基本的形而上学范畴》中,阐述了康德哲学思想对科学的指导作用,并深受康德关于“基本力”可以转化为其它各种形式的力的观点影响,1803年,旅游德国时,结识了坚信化学现象、电流和磁之间有相互联系的德国青年化学家里特,还参加过里特为寻找这种联系而进行的一些实验。
这些都为奥斯特发现电流磁效应打下了基础。
(1)1803年他曾说:
“我们的物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的任何其他现象的零散的罗列,我们将把整个宇宙容纳在一个体系中。
”他认为“自然力之统一”。
(2)1812年发表《关于化学力和电力的同一性研究》,表明他已经将自然力的统一思想运用到物理学和化学的研究中去了。
他从电流流经直径较小的导线时导线会生热的现象推测,如果导线直径再小,就可能发光,直径再继续减小,就会产生磁。
并指出:
“我们应该检验的是,究竟电是否以其最隐蔽的方式对磁体有所影响。
”
(3)但是他认为电流对磁体的作用是纵向的(即沿着电流的方向),所以他的猜测一直未能实现。
他在通电的导线前面放一根磁针,企图用通电的导线去吸引磁针。
然而,导线灼热了,甚至烧红发光了,磁针毫无动静。
但奥斯特深信,电和磁有某种联系,就像迪那和发热发光的现象一样。
(4)1819冬--1820年4月,奥斯特在给学生讲“电学、伽伐尼电流和磁学”的课程时,他考虑:
电流产生的磁效应是否像电流通过导线时产生的热和光那样向四周散射,即是一种侧(横)向作用呢?
在一次讲课中,他尝试将磁针放在导线的侧面。
当他接通电源时,发现磁针轻微的晃动了一下!
正是这一轻微的晃动,奥斯特马上意识到他多年孜孜以求的东西就要实现了。
奥斯特紧抓不放,经过反复实验,查明了电流具有磁效应。
1820年7月21日,发表了《电流对磁针的作用的实验》,引起了学术界的轰动。
(5)电冲突和螺旋线:
奥斯特把导体周围空间发生的这种效应称为“电冲突”指出:
“这种冲突呈现为圆形,否则就不可能解释这种现象:
当磁极放在导线下面时,磁极被推向东方;当磁极被置于导线上方时,磁极被推向西方。
其原因是,只有圆才具有这样的性质,
其相反部分的运动具有相反的方向。
此外,沿着导线长度方向连续前进的圆形运动必然形成蜗线或螺旋线。
”
(6)旋转力与中心力:
奥斯特的发现和牛顿力学的基本原理是相互矛盾的。
在牛顿力学中,自然界的力只能是作用于物体连线上的吸引或排斥力,即直接推拉性质的“中心力”。
而奥斯特发现的却是一种“旋转力”。
他所说的“螺旋线”,实际上就是关于磁的横向效应或电流所引起的涡流磁场的直观描述。
是“场”的思想的开端。
3.意义
(1)第一个揭示出了电与磁之间的内在联系。
(2)为电流计、电报和电机的发明制造开辟了道路。
(3)为电磁场理论的发展奠定了基础。
二安培和安培定律
1.安培(1775-1836)
法国科学家。
安培在法国长大时,正是法国社会变革时期,他几乎没受过正规教育,只好以他父亲和百科全书做老师。
个人遭遇不好,家庭几经磨难。
即使这样,也没有动摇安培对科学的追求。
奥斯特发现电流磁效应的消息传到世界各地,在瑞士参加日内瓦科学会议的法国物理学家阿拉果得知此消息后,随即回国。
于同年9月11日向法国科学院报告并重复了奥斯特的实验。
这一效应引起了法国科学家安陪的极大兴趣。
经过一周的夜以继日的工作后,于9月18日发现了电流间也存在着相互作用力;接着提出了一个完整的定量理论;并于1820年9月与10月间,接连写了三篇论文;在1820年12月4日,又提出了著名的安培定律;1827年发表了名著的《从实验导出的关于电动力学现象的数学理论》。
为电动力学的产生奠定了基础。
人们为纪念他,将电流强度的单位定义为“安培”。
2.安培的四个实验和一个假设
1820年12月4日安培建立的反映电流间相互作用力的公式(安培定律),是基于以下四个实验和一个假设。
这四个实验都是零示法,设计思想十分巧妙。
无定向秤:
右图为由硬导线作成的无定向秤,由同一根导线作成两个大小相等、电流方向相反的平面回路1和2,两回路固定连在一起,整个犹如一个刚体。
线圈的两端A、B通过水银槽和固定支架相连。
将通电的无定向秤置于均匀磁场中时,由于不受力和力矩的作用,无定向秤处于平衡状态。
但当将其放入非均匀磁场中时将会产生作用而发生旋转。
(1)实验一:
证明电流反向,作用力也反向
安培用对折的导线进行探测,在其两端通入大小相等、方向相反的电流,把它移近无定向秤附近的不同部位,观察无定向秤的反映,以检验它对无定向秤的作用。
实验证明,这种作用不存在,无定向秤丝毫不动。
这表明:
强度相等、方向相反的两个靠的很近的电流产生的作用力也是大小相等、方向相反的。
(下方为对折导线)
(2)实验二:
证明磁作用的方向性
安培仍用无定向秤,将对折导线中的一根弯成螺旋状如右图。
结果也没有作用,说明弯曲的电流和直线电流是等效的,因此可以把弯曲电流看成是许多小段电流(即电流元)组成,其作用就是各电流元的矢量和。
(3)实验三:
研究作用力的方向性
安培把圆弧形导体架在水银槽上,中间固在绝缘柄的一端,绝缘柄的另一端和一转轴相连,经水银槽可以给弧性导体通电,如图示。
通电后,安培用各种载流线圈检测对这个装置的作用,结果发现:
都不能使圆弧导体运动。
这表明:
作用在电流元上的力与它垂直。
(4)实验四:
检验作用力与电流及距离的关系
1、2、3是三个几何形状相似的线圈,其半径之比分别等于其距离之比。
1、3线圈固定并串联在一起,通入相同电流I1;线圈2通入电流I2并可以左右移动;由于线圈1和3在线圈2的两侧,它们对线圈2的作用力的方向是相反的。
安培用这一装置检验1、3对2的作用。
结果通电后,中间线圈丝毫不动,说明线圈1和3对线圈2的作用相互抵消。
由此得出结论:
载流导线的长度与作用距离增加相同倍数时,作用不变。
(5)一个假设:
两个电流元之间的相互作用力沿它们的连线方向。
在上述四个实验和这个假设的基础上,安培推出了电流元之间相互作用力的公式:
上式表示电流元dL1施加给电流元dL2的作用力df12,dL1和dL2之间的距离为r12。
可以看出,电流元之间的相互作用的数学形式类似于电荷之间相互作用的库仑定律。
电流元I1dL1对电流元I2dL2的作用实际就是电流元I1dL1产生的磁场对电流元I2dL2的作用。
如果沿回路L1对dL1积分,可得整个载流回路L1对电流元I2dL2的作用力dF,则有:
即
式中
这就是安培公式,它是由实验结果通过理论方法间接分析出来的,实际上就是B的定义式。
3.分子电流假说
安培接受了法国数学家菲涅尔的意见,于1821年,提出了著名的“分子电流假说”,成功的解释了物质宏观磁性形成的内在原因。
安培假设:
磁性物质内存在无数微小的“分子电流”,它们用不衰竭地沿着闭合的路径流动,从而形成一个个小磁体。
4.安培环路定理的提出
1827年,安培发表了《电动力学理论》,在书中,安培总结了已知的电磁现象,得出了磁场的安培环路定理等;还阐述了他处理电磁现象的方法是沿着牛顿所走的道路,遵循法国物理学家拉普拉斯的途径,将一切物理现象归结为粒子间吸引或排斥现象,并将它们付诸数学形式加以表征。
安培把牛顿力学引入电学,从而创立了电动力学。
5.安培的科学研究方法
(1)善于接受他人的成果和意见;
(2)善于设计实验,以检验自己的设想;
(3)擅长把实验研究的成果进行归纳和总结,并上升到理论高度。
安培的电流元之间作用力的又一个平方反比规律的发现,使人们对大自然力之间的内在联系又有了一个新的认识。
安培首先研制了电流计,用来测量回路电流。
为了纪念他,电流的国际单位命名为安培,符号为A.
*小故事:
(1)忘了赴皇帝拿破仑宴;
(2)马车当黑板。
麦克斯韦称安培是电学中的牛顿
§6.电磁感应现象的发现与研究
一法拉第(1791-1867)
英国物理学家。
他是一个穷铁匠的儿子,兄妹10人。
小学没毕业就失学,当了装订工。
但失学不失志,经常阅读书报。
1812年法拉第来到伦敦皇家学院,自荐当了戴维助手。
1821年受任为皇家研究所试验室主任。
1821年,法拉第开始电磁学的研究,总共工作四十年。
1924年,当选为英国皇家学会会员;1925年任皇家学院实验室主任。
法拉第一生发明极多,他发现了电磁感应现象,建立了电磁感应定律;发明了第一台电动机和发电机;发现了电流的化学作用的规律,即法拉第电解定律;提出了电场和磁场等重要概念;1845年,他发现了抗磁性;他的巨著《电学的实验研究》中有三千多个条目,详细记录了他作过的实验。
法拉第一生热衷科学事业,不好功名利禄,谢绝了封爵和许多奖赏。
二法拉第发现电磁感应
1820年,电磁热席卷欧洲,研究结果大量发表,众说纷纭,真伪难辩。
1821年,英国哲学学报(AnnalofPhilosophy)杂志编辑约法拉第写一篇关于电磁问题的评述,这件事导致法拉第开始了电磁学方面的研究。
法拉第在整理文献时,为了判断各种学说的真伪,亲自作了许多实验,其中包括奥斯特和安培的实验。
当时英国的皇家学会会长沃拉斯顿在获知奥斯特的发现之后,提出了“电磁转动”的思想,认为通电螺线管会使附近的导线绕他的轴转动,但他的实验没有成功。
法拉第在得知这一实验后,想起了奥斯特得“电冲突”是在载流导线周围呈圆形分布的,于是于1821年9月他设计了如下所示的电磁旋转实验:
1.电磁旋转实验
当接通电源时,发现左侧的容器里,磁铁棒绕着固定导线缓慢的作圆周运动;而右侧则是另一种情景:
导线绕固定磁棒在转动。
实际上,着就是最早的旋转电动机的雏型。
1822年,英国物理学家巴罗(P.Barlow)运用相同的原理,制成了著名的“巴罗轮”:
架在水平轴上的一个铅直的活动铜盘,下方侵入一个水银槽里,上方夹在一块马蹄形磁铁中间,当通过轴心和水银槽供给电流的时候,铜盘就转动起来。
这实际上就是一台直流电动机。
2.信念的产生
从1824年到1828年,法拉第做了无数次电磁效应实验,收集了各种电磁实验的资料,经仔细分析思考,他认为既然有电流对磁、磁对磁、电流对电流的相互作用,那么为什么就没有磁对电的作用呢?
于是他确信“由电能产生磁,由磁也能产生电”。
为此,法拉第坚持了长达10余年的苦心实验研究。
日复一日的实验、思考、总结和改进。
例如他先将磁铁放入一个线圈内,再将线圈两端接在检流计上,未发现指针偏转等。
3.实验三
1828年法拉第又作了这样一个实验如右图,右侧为一铜线圈,左侧为一平衡球,中间用线悬挂起来。
然后在右侧铜线圈内放一条形磁铁,他认为这时线圈内应产生感生电流,然后再用另一块磁铁靠近铜线圈,线圈就会转动。
当然,他什么也没看见。
这时,英国物理学家斯特金发明了电磁铁,即在一块原来没有磁性的软铁上绕以导线,通电以后,软铁就成了具有强磁性的磁铁。
后来,美国物理学家亨利改进了斯特金的电磁铁,用彼此绝缘的铜导线代替铜裸线,制成能吸引三百千克铁的电磁铁。
这些对法拉第的进一步研究有一定的启发和帮助。
4.实验四
1831年8月29日,法拉第又进行了一个新的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电磁学 发展