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-电磁学-

  对于电磁学,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦以及牛顿和玻尔兹曼统一了一些其他的作品,这些作品是由几位专注于电和磁现象的科学家和学者进行的研究,如汉斯·克里斯蒂安·奥斯特、迈克尔·法拉第、安德烈-玛丽安培、乔治·西蒙·欧姆和威廉·斯特金。     麦克斯韦所做的伟大工作是让科学更好地理解电和磁现象是如何真正起作用的,以及物理学研究的这两个领域之间的关系。

 

  过去,人们认为磁和电是不同事实的一部分。威廉吉尔伯特、奥托冯格里克和斯蒂芬格雷等重要研究人员在 17 世纪和 18 世纪的研究旨在分别解释这些现象。

Foto de James Clarck Maxwell

  科学家们进行的实验具有合乎逻辑的结果,这有助于研究的发展。即使有这两种现象之间的区别,人们认为它们之间也存在某种关系。

1820年前后,学者汉斯·克里斯蒂安·奥斯特通过发电机的发明,发现了电与磁的关系。本发明允许产生稳定和持久的电流,这是研究这些现象的基础。

  奥斯特的实验非常简单,但从科学的角度来看,它得出了一个非常有力的结论。这位科学家带来了一根磁针,一个指南针,靠近一个电导体,电导体是电路中的铂丝。选择铂丝是因为它保证了研究所需的强度。当指南针靠近导线时,磁针会偏离原来的位置。  

 这个实验证明电流会产生磁场。 1831 年,迈克尔·法拉第也设法产生了电流,然而,这个结果是从磁通量的变化中获得的。法拉第在他的研究中使用了两个线圈和一个铁芯。在实验过程中,物理学家注意到,当打开或关闭一个源线圈时,电流会通过另一个线圈。由此,法拉第得出结论,电流是由于磁场的变化而产生的,这种现象称为法拉第定律或磁感应。

 奥斯特的实验

 法拉第实验

   1861 年,物理学家兼数学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)开创了这一现象,在理论上创造了电磁学的概念。他的贡献如此重要,以至于在电磁学领域,麦克斯韦与力学领域的艾萨克·牛顿一样受人尊敬。通过麦克斯韦提出的方程,可以证明磁场和电场实际上是电磁场的表现形式。

 在 19 世纪中叶,波在弹性介质中的传播(例如,声音在空气或另一种材料介质中的传播)的研究是一个发达的研究领域,描述这些现象的方程已经为人所知.此外,光表现出波动行为,即它在弹性介质(以太)中以波的形式传播这一事实也为当时的物理学家所熟知和接受。讨论的问题之一是知道这个波会是什么样子以及以太的性质是什么。

  麦克斯韦意识到,他的机械模型中存在的涡流产生的电可用于将光学与电磁学和电磁学联系起来。在获得了他的涡旋和粒子系统的运动方程后,麦克斯韦着手确定扰动以波的形式在他体内传播的速度。这些波将是通过以太传播的电磁干扰。这些被称为“电磁波”。

Representação das ondas Eletromagnéticas se propagando pelo espaço 

Equações de Maxwell para o Eletromagnetismo na forma integral

  麦克斯韦将这些结果与当时可用的光传播速度的测量值进行了比较,发现电磁波在以太中传播速度的计算值与测量值之间存在很大的一致性为光的传播速度。观察 观察这一协议,麦克斯韦得出结论,光是一种横向横向振动,它在与电磁现象相同的介质中传播。

  海因里希·鲁道夫·赫兹(Heinrich Rudolf Hertz,1857 - 1894 年)在 1886 年至 1889 年间进行了几次实验,通过实验证实了这一假设。他产生并检测到以光速传播并具有与光类似的特性的电磁波,例如反射,衍射,偏振。麦克斯韦的理论和赫兹的实验开辟了一个重要的研究领域,并导致了巨大的技术进步:电磁辐射的研究 无线电波和微波。  

 

衍射 

反射 

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