關(guān)于電磁學和波動光學的課程論文
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- 大學物理課程論文 在現(xiàn)今的電磁學是物理學的一個重要分支，有今天的地位它經(jīng)過漫長的發(fā)展歷程。電磁學是一門既古老又現(xiàn)代的科學.人類在公元500年前就發(fā)現(xiàn)了電磁現(xiàn)象,但是電磁學的發(fā)展和廣泛應用還是在18世紀以后. 18世紀,人們通過對電和磁的定量研究,發(fā)現(xiàn)了許多重要的規(guī)律.19世紀,科學家們發(fā)現(xiàn)了電和磁的相互聯(lián)系,電磁感應、電磁場、電磁波等理論得到不斷發(fā)展和廣泛應用。
光是人類和生物生存和發(fā)展所必需的，人們對于它的認識卻經(jīng)歷了漫長而曲折的過程。
一. 早期的電磁學研究
早期的電磁學研究比較零散；下面按照時間順序?qū)⒅饕录谐鋈缦拢?br />
1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的小磁針偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。當導線通電流時小磁針產(chǎn)生了偏轉(zhuǎn)。他重復了奧斯特的實驗，提出了磁針轉(zhuǎn)動方向與電流方向的關(guān)系，即我們在高中學習過的右手定則。后又發(fā)現(xiàn)了載流導線之間的相互作用問題。同時，他還發(fā)現(xiàn)如果給兩個螺線管通電流，它們就會象兩個條形磁鐵一樣相互吸引或者排斥。1822年，安培在實驗的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了電流產(chǎn)生磁力的基本定律，即安培定律。該定律表明，兩個電流元的作用力與它們之間距離的平方成反比，與庫侖定律很類似，但是它們作用力的方向卻要由右手定則來判斷。安培通過研究電流和磁鐵的磁力情況，他認為磁鐵的磁力在本質(zhì)上和電流的磁力是一樣的，提出了著名的安培分子電流假說。該假說認為在物體內(nèi)部的每個微粒都有一個環(huán)形電流，它們實際上就相當于一個小磁針，當這些小磁針的磁性排列一致時，就體現(xiàn)出宏觀磁性。這一假說在當時不被人們看重，一直到了70年后人們才真的發(fā)現(xiàn)了這種帶電粒子，證明了安培假說的正確性。既然電流有磁效應，那么磁是否也會有電流效應呢，根據(jù)物理的相互作用原理，這個結(jié)果應該是顯然的，因此不少人為此做了很多實驗，試圖發(fā)現(xiàn)磁的電流效應。但是這個現(xiàn)象直到奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的10多年后才被英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)。法拉第是一個偉大的實驗物理學家，他在電磁學方面的主要貢獻就是現(xiàn)在稱之為法拉第電磁感應定律并且提出了力線和場的概念。前面提到的安培和奧斯特等人的工作說明了電和磁之間存在著必然的聯(lián)系，法拉第用實驗證明了電不僅可以轉(zhuǎn)化為磁，磁也同樣可以轉(zhuǎn)變?yōu)殡姟＿\動中的電能感應出磁，同樣運動中的磁也能感應出電。法拉第的發(fā)現(xiàn)為大規(guī)模利用電力提供了基礎(chǔ)后來人們利用法拉第電磁感應定律制造了感應發(fā)電機，從此蒸氣機時代進入了電氣化時代。1831年，法拉第證明了磁力線的存在。從這個實驗說明，電荷或者磁極周圍充滿了向各個方向散發(fā)的這種力線。1873年麥克斯韋完成了電磁理論的經(jīng)典著作《電磁學通論》，建立了著名的麥克斯韋方程組，以非常優(yōu)美簡潔的數(shù)學語言概括了全部電磁現(xiàn)象，麥克斯韋1864年發(fā)表的著名論文《電磁場的動力學理論》一文中提出了一套完整的方程組，他最是以分量形式給出的，而且物理量的名稱和符號都與現(xiàn)代采用的不一樣，經(jīng)后人加以整理，電磁場的方程得到進一步完善，形成如今稱為麥克斯韋方程組的形式。電磁波的發(fā)現(xiàn)由于歷史上的原因，最早，磁曾被認為是與電獨立無關(guān)的現(xiàn)象，同時也由于磁學本身的發(fā)展和應用。電磁學從原來互相獨立的兩門科學(電學、磁學)發(fā)展成為物理學中一個完整的分支學科，主要是基于兩個重要的實驗發(fā)現(xiàn)，即電的流動產(chǎn)生磁效應，而變化的磁場則產(chǎn)生電效應。這兩個實...
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