大家好，今天小編給大家介紹的是關於電磁學的知識。下面就跟著小編一起來看看吧！一個多世紀以來，人們對電的認識應該從「萊頓瓶」說起。在「萊頓瓶」未產生之前，人們曾經發現許多種物質相互摩擦都會產生吸引輕小物體的現象，古代希臘人用毛皮摩擦號珀發現摩擦過的耽珀能使毛髮豎立，當時認為這是一種神秘的力量。這種神秘的力量來自於琥珀，「電」這個詞的來源就是英語單詞「魏珀」的譯音。1745年荷蘭萊頓地方的馬森布羅克，將電從摩擦起電機中用金屬線引出，送至貼有金屬箔的玻璃，並將電荷儲存在瓶裡，這就是起初的儲存電荷的裝置，後稱萊頓瓶。當帶有正負電荷的萊頓瓶放電時，會使人感到強烈的電震，開始這隻被達官貴人當做一種遊戲。典型的萊頓瓶的構造是在一個玻璃瓶的內外各貼有一層金屬箔作為極板，金屬棒從橡膠瓶塞當中插入。金屬棒上端有一個圓形金屬球，下端附金屬鏈，可以與內層金屬箔接觸。
用一定的操作方法，萊頓瓶可以帶電或放電。偉大的電學開創者富蘭克林就是從萊頓瓶開始了他對電學的研究的。1747年一位英國朋友給富蘭克林送來了一神奇的禮物——萊頓瓶，由此引起了他對電學的興趣。當時電學還是一塊處女地，西方普遍流行「雷電是上帝在發怒」的說法，可見研究雷電不是鬧著玩的。美國科學家富蘭克林，是一位企業家，1731年他首先在費城創建了美國第一個公共圖書館，還參與寫作美國「獨立宣立」。1752年他年過四十，為了探索電的秘密，冒著雷電致命的危險，在他兒子的協助下，用絲綢手帕做成一隻大風箏，並且將它放飛上了陰霾將雨的天空。富蘭克林用麻線繫著風箏骨架，並連通到萊頓瓶中。當雷電交加，大雨傾盆的時候他終於感到了一股來自天上的強烈電震。他高聲狂呼「我受電擊了」、「閃電就是電」，「天上的電與地上的電是統一的」。
科學的實驗證明了雷電不是上帝發怒，它向人們宣布了閃電也是一种放電現象，承認了電是自然的客觀存在。在這基礎上富蘭克林發明了避借針，這是他對大氣電學做貢獻，富蘭克林是一個幸運的成功者，這樣的危險實驗曾使得不少人喪失了寶貴的生命。義大利人伽伐尼在用金屬刀去解剖青蛙時，發現青蛙腿會因此而痙攣起來，伽伐尼反過來想，會不會蛙腿在痙攣的時候會產生所謂的「生物電」呢？伽伐尼把這個實驗和他的想法告訴了他的同鄉伏打。起初伏打同意伽伐尼的這種看法。但是細心的伏打重複做了這一實驗之後有了新的發現。當他用兩種不同金屬接觸死去的青蛙腿的時候，青蛙腿就會痙李。當伏打用酸溶液替代育蛙腿，連接兩塊不同金屬的時候奇蹟發生了，竟然產生了電流。而且這種電流是一種持續不斷的電流。就是這樣，伏打發明了最原始的電池。在物理學上稱之為「伏打」電池。伏打的研究表明：電無所謂有「生物電」與「非生物電」之分，電的本質是一樣的。
電流是運動的電荷，流動的電荷。伏打電池的研究表明人們對電的研究已經從靜電範疇改變為電流範疇。在此前不久，法國人庫侖曾經提出電荷間作用力的公式。這些就是19世紀人們對電的基本知識的獲得，人們把此稱為經典電學發展的第一階段。對電磁關係的了解，具有開創性意義的研究者是丹麥人奧斯特。1802年奧斯特受伏打電池影響很大，他對電流的效應做了廣泛深入的研究。他發現導體經過電流就會產生熱量，大電流甚至能使導線發熱、變紅、發光。起初奧斯特認為電流是一種化學力。電性有正、負之分，磁極有南北之分。他聯想電流能否會使磁石、磁針偏轉呢？
奧斯特的實驗成功地證實了這些，1820年奧斯特寫出了《關於電的排斥力對磁針的影響的各種實驗》的論文，他首次把電和磁聯繫在一起了。1822年法國人阿拉果和蓋.呂薩克，將導線環繞在鐵塊上。通電的結果是鐵塊被磁化了，這就是電磁鐵。安培的實驗更為簡單直接，他直接對線圈通電吸引鐵物。並指出方向相同的兩根平行電流相互吸引，相反方向的兩根平行電流相互排斥。電能夠使物質產生磁性，電流可以產生磁場，從逆向考慮磁場是否能夠產生電流呢？英國人法拉第經過10年的努力奮鬥，取得了突破性的進展。1831年法拉第將軟鐵棒彎成環形，環上用絕緣銅線繞A，B二隻線圈，A線圈連接電池、開關，B線圈接一電流計。當合上開關使A線圈通電時，B線圈中的電流計指針發生了轉動；當打開開關A線圈斷電時，B線圈中電流計指針反方向偏轉，這說明B線圈中有電流暫時存在。
此後法拉第在中空的紙筒上繞線圈並且連結一個電流計，當磁鐵在紙筒中插進和拔出時電流計指針也轉動了。實驗說明只要磁鐵運動，導線切割磁力線運動就會產生感應電流。據此法拉第做出了第一個發電機模型，「磁生電」是法拉第畢生最偉大的貢獻。法拉第沒有受過正規學校教育，從13歲到21歲他當過報童、做過學徒，他卓越的建樹與他的學歷太不相稱了。然而，法拉第以他的志向成功地彌補了不足的缺陷。法拉第為了科學事業，直到33歲才結婚。他謝絕了每年5000英鎊的重金聘請，在追求科學真理的道路上前進，值得後人永遠學習。由於法拉第數學水平的限制，他沒有建立起電磁場理論遺憾地說，他只是一位偉大的實驗物理學家。這是古典電磁學的第二階段。1831年正當法拉第發現電磁感應的時候，一個偉大的物理學家麥克斯韋誕生了。
當麥克斯韋看到法拉第的《電學實驗研究》之後，他被的電磁場的思想強烈地吸引住了。從此，他決心完成法拉第電磁場的數量化工作，他成了法拉第的接班人.31歲聽韋指出：在變化的磁場中，放置不閉合的電路，同樣會產生電場。沒有傳導電流的電場，同樣可以產生磁場。麥克斯韋把電和磁二者作為統一的電磁場來看待。1865年麥克斯韋發表了《電磁場動力學》大膽推理道：「交變的電場會產生交變磁場，而交變的磁場又能產生交流的電場。」電場到磁場，再到電場，如此繼續，這就是電磁波的傳播過程。麥克斯韋預言了電磁波的存在，建立了電磁場的波動方程。麥克斯韋的這一預言為後來的物理學家赫茲所證實。1873年麥克斯韋發表了《電磁學通論》，從此完整的古典電磁理論被建立起來。
法拉第長於實驗，麥克斯韋精於數學。因此法拉第被人稱為"19世紀的伽裡略」，麥克斯韋被譽為"19世紀的牛頓」。電能轉換為機械能是在奧斯特發現「電生磁」現象之後。威廉·黑奇設計了世界上第一臺電動機，雖然這臺電動機實現了持續的運轉，然而卻並沒有很大的實用價值。第一臺具有實用價值的電動機的發明人是俄國人海·雅可比。他把自己研製的電動機裝在一艘船上，竟可運載12名乘客。這在當時電能缺乏的情況下確實是一件十分了不起的事情。電能要運用，關鍵是要產生大量的電，要發電就要有發電機。
起初的發電機都是直流發電機，直流發電要有足夠大的永久磁鐵才行。1845年英國人惠斯登用電磁鐵代替永久磁鐵發明了「他激發電機」。接著法國人西門子發明了「自激式」發電機，這種發電機以自身供電方式形成磁鐵，解決了電機磁場不強的難題。此後，發電機的發電量才得以大大提高。19世紀80年代特斯拉成功建成了一個交流發電系統，進一步適應了高發電的需要，從此電力工業應運而生。好了，今天小編就給大家介紹到這裡，如果你也有好的想法，不妨在下方評論區內給我留言吧！