关于电与磁或电与热的科普小知识或现象

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我国是用文字记载磁现象最早的国家之一。公元前4世纪战国时期成书的《管子》中已有“上有慈石者下有铜金 ”的描述。这是有关磁石和磁性矿的最早记载 。公元前3世纪的《吕氏春秋》中所写的“慈石召铁,或引之也” ,描述了磁石吸铁现象 。磁现象的应用 ,在我国古代后魏的《水经注》等书中,就提到秦始皇为了防备刺客行刺,曾用磁石建造阿房宫的北阀门 ,以阻止身带刀剑的刺客入内。医书上还谈到用磁石吸铁的作用,来治疗吞针,但磁现象早期应用方面 ,最光辉的成就是指南针的发明和应用,这也是我国对人类所做出的巨大贡献。

我国战国时期就发现了磁体的指南性 。最早指南的磁石是一种勺状的,叫司南 ,它的灵敏度虽很低,但却给人以启示:有一种地磁存在,磁石可以指向。到北宋时期 ,制成新的指向仪器——指南鱼。在曾公亮的《武经总要》中详细记载了指南鱼的制造过程 。这里有个重大突破,就是采用了磁化的方法,使鱼形铁磁化后 ,成一个指向仪器。此后 ,指南针的制造和安装方法在北宋沈括的《梦溪笔谈》中已有明确记载。不久指南针与方位盘结合起来成了罗盘,为航海提供了方便而可靠的指向仪器 。后来,我国指南针传入欧洲。到16世纪 ,欧洲出现了航海罗盘。指南针的发明,推动了航海事业的发展,也为研究地磁三要素创造了条件 。

英国人吉尔伯特在磁的研究方面做出了突出贡献。他的著作《论磁》是人们对磁现象系统研究开始的标志 ,书是1600年出版的。书中记录了吉尔伯特研究磁现象时所做的各种仪器,及实验过程,也记录了他从实验中所得到的结论 。他从磁性“小地球”实验中 ,根据磁针的排列与指向,提出地球本身是一个大磁体,两极位于地理的北、南两极附近;提出了磁子午线概念;吉尔伯特还说明了磁偏角及地磁倾角的测定方法;铁的磁化及去磁概念;定性的研究磁石的吸引与推斥 。这都为磁的进一步研究开拓了道路。

到18世纪 ,在磁的研究方面有了新进展。法国物理学家库仑在磁的研究方面也做出突出贡献 。他参加了法国科学院为设计指向力强 、抗干扰性能好的指南针而举行的竞赛活动,并提出丝悬指南针的设想,得到磁学奖 ,在此基础上制成了库仑扭秤。在建立了电荷相互作用的库仑定律同时 ,得到了磁力的相互作用定律,可以说库仑是静电、静磁学的第一位奠基人。此后,法国数学家、物理学家泊松 ,在库仑的基础上,提出了磁体间的相互作用的势函数积分方程,把磁的研究发展到定量阶段 ,但这时电与磁还是分别平行 、独立地进行着研究 。

丹麦物理学家奥斯特1820年发现了电流的磁效应,在当时的科学界引起巨大的反响和重视,科学家纷纷转向在这方面的讨论和研究 ,推动了整个电磁学的发展。安培由电流磁效应想到:既然磁体之间有相互作用,电流与磁体间也有作用,那么两个载流导体之间也一定存在着相互作用。他通过一系列实验 ,找到了电流间相互作用的实验根据,进行了定量研究,于1820年12月4日向科学院提交了一篇论文 ,提出计算两个电流线元间作用力的公式——安培定律表达式 。到1821年初 ,安培又进一步提出磁性起源的假说,这就是历史上有名的分子电流假说。

安培发现的载流导体间的相互作用,仅在奥斯特发现电流磁效应后的第7天。新的发现的浪潮冲击着整个欧洲 。法拉第在新的发现面前 ,重做了已有的实验,并提出新的研究课题——既然电可以产生磁,为什么磁不可以产生电呢?他开始了磁生电的研究。经过10年的艰苦努力 ,在大量实验的基础上,发现了电磁感应现象及其所遵循的规律。

电磁感应现象的发现是具有划时代意义的,法拉第把电与磁长期分立的两种现象最后联结在一起 ,揭露出电与磁的本质的联系,找到了机械能与电能之间的转化方法 。在理论上,为建立电磁场的理论体系打下了基础;在实践上 ,开创了电气化时代的新纪元 。

法拉第发现电磁感应现象之后,解释了法国科学家阿拉果所做的被称之为“神密 ”的实验——悬挂着的磁体下方放一个可自由转动的圆铜盘,当盘转动时 ,磁体会转动;反之 ,磁体转动时铜盘也会转动。法拉第提出磁感线(磁力线)的概念,并第一次绘制了磁感线图。他认为磁感线是代表实在的物质实体;每根磁感线都对应一对磁极 。后来又把有磁感线的空间称为“场 ”。麦克斯韦是英国著名的物理学家,他发展了法拉第的“力线——场”的思想 ,并把它数学化,提出了描述电磁场运动规律的方程组,预言了电磁波的存在。

德国物理学家赫兹通过实验 ,令人信服地证明了电磁波的存在 。这不仅验证了麦克斯韦电磁场理论的正确,也为无线电技术的建立与发展奠定了基础。

爱因斯坦1905年建立的狭义相对论,第一次把两种自然力——电力与磁力统一起来。近代随着电子计算机的发明 ,新的磁性材料不断涌现出来 。人类的科学技术及物质生产活动与电与磁已密不可分,但对磁的探索永无止境。随着新的磁现象的发现,磁的更深刻的本质的揭露 ,磁的应用也将展现出新的局面。为磁的发展史续写新的篇章 。

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  • 路馨然的头像
    路馨然 2024年12月16日

    我是雷讯号的签约作者“路馨然”

  • 路馨然
    路馨然 2024年12月16日

    本文概览:网上有关“关于电与磁或电与热的科普小知识或现象”话题很是火热,小编也是针对关于电与磁或电与热的科普小知识或现象寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问...

  • 路馨然
    用户121605 2024年12月16日

    文章不错《关于电与磁或电与热的科普小知识或现象》内容很有帮助

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