張新陽

摘 要：現(xiàn)代社會的發(fā)展，與電和磁的發(fā)展緊緊相關，可以說是電磁學支撐了現(xiàn)代社會的發(fā)展.放眼望去，社會上形形色色的燈光和各種日常生活中所見的、所用的，都離不開電和磁。

關鍵詞：電磁 現(xiàn)代社會

前 言：現(xiàn)代社會的發(fā)展，與電和磁緊緊聯(lián)系在一起：手機，電腦，電視，電扇，空調等等，一切設備的運轉都離不開電和磁，如果有這樣的一天，相信全世界都會陷入混亂：這個世界，一切的與電和磁有關的規(guī)律都不再成立?？梢哉f，我們的世界，離不開他們。下面來進一步了解有關電磁的發(fā)展過程以及其對人類社會進步的貢獻。

早在2000多年前，有關電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象已經引起人類的關注，而且在沒有進一步了解的情況下，被應用于很多領域。直到18世紀，經過庫侖，奧斯特，安培，法拉第等物理學家的不懈努力，人類對電磁的研究才慢慢地走上正確的道路，最后由麥克斯韋提出電磁場理論，完成了電磁學的大統(tǒng)一。電磁學的建立與發(fā)展，大大推動了人類文明。

一、靜電

約公元前5世紀，人們就發(fā)現(xiàn)并記錄了琥珀摩擦起電的現(xiàn)象，經過蓋里（摩擦起電機）格雷（電的傳導現(xiàn)象），杜菲（正負電荷的明確定義，并給出了靜電作用的基本特性），富蘭克林（對尖端放電的進一步研究，并順利發(fā)明避雷針），人類對經典的認識上升到了一個理論的認知上。在這一過程中，電荷守恒定律，庫侖定律以及庫侖力的疊加原理等定律誕生[1]，靜電現(xiàn)象被用于物理學研究的各個角落，為各個物理實驗的正常進行提供了很大的支持，特別是靜電屏蔽現(xiàn)象。

二、電流

在伽伐尼《肌肉運動中的電力》發(fā)表之后不久，歐洲各國對生物電形成了研究熱潮，很多人投入到這項實驗中。伏打，意大利自然哲學家，他細心的研究了伽伐尼的實驗之后，模仿生物電成功的設計出了伏打電堆。伏打電池的發(fā)明，提供了穩(wěn)定的實驗電源，使人們研究電流各方面的效應成為了可。從此，電學的發(fā)展進入了一個飛速發(fā)展的時期——研究電與磁之間的關系的新時期。

三、靜磁

關于靜磁的發(fā)現(xiàn)與應用，古代的中國處于世界前列。最早記錄磁的成書是《管子·地數(shù)篇》：“上有慈石者，其下有銅金”。這里說的‘慈就是現(xiàn)在的‘磁。戰(zhàn)國時代的中國人已經發(fā)現(xiàn)磁體的指向性，并運用這一規(guī)律制成了”司南”即現(xiàn)在的指南針，而且北宋大科學家沈括發(fā)現(xiàn)了地磁偏角的存在，表明古代中國對磁的掌握已經十分精確。

四、電和磁

雖然在各個科學家的研究下，人們對電和磁的認識擴展了很多，但是真正意義上的進步，是在電和磁聯(lián)系起來之后。

第一個發(fā)現(xiàn)電和磁之間有聯(lián)系的是著名丹麥物理學家奧斯特[2]。在他之前，美國科學家富蘭克林曾做過萊頓瓶（一種早期的電容器）的放電實驗，其結果是放電電流把焊條磁化了。這一試驗勾起了奧斯特的好奇心，使他看到電磁轉化是可能的。他隨之設計了一系列實驗去找到這種轉化的方法。一次講課的偶然機會，他發(fā)現(xiàn)在開關斷開的瞬間，小磁針有旋轉的現(xiàn)象。同年7月，奧斯特發(fā)表了《關于磁體周圍電沖突的實驗》的論文，向全世界宣布電流的磁效應，震驚了整個科學界。隨后安培對電和磁做了進一步研究，在他的實驗和數(shù)學推理下，得到普遍的電動力學公式，為電動力學的發(fā)展奠定了基礎。

奧斯特的實驗，只是證實了電可以生磁，從一個側面揭示了電和磁的關系，。于是人們自然就聯(lián)想到磁場是否可以生電？許多科學家對此進行了研究。其中，法拉第成為了上帝的寵兒。從1824年到1828年，法拉第多次進行了電磁學實驗，。他認為，既然電荷可以感應周圍的導體使之帶電，磁鐵可以感應鐵質物體使之磁化，為什么電流不可以在周圍導體中感應出電流來呢？一系列的實驗做完后，他并沒有順利的找到磁生電的方法。盡管“磁轉化為電”的跡象沒有找到，法拉第的信念始終沒有動搖。1831年8月29日，法拉第終于取得了突破性的進展，發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律，他在日記里寫道：“使一個有10對極板，每板面積為4平方英寸的電池充電。用一根銅導線將一個線圈，或更確切的說把其中的一個線圈的兩個端點連接，讓銅線通過一段距離，恰好經過一根磁針的上方（距鐵環(huán)3英尺遠），然后把電池連接在另一個線圈的兩端，這時立即觀察到磁針的效應，法拉第的電磁感應線震蕩起來了，最后又停在原先的位置上，一旦斷開這個線圈與電池的連接，磁針再次被擾動?！狈ɡ诘难芯繛辂溈怂鬼f的電磁場理論奠定了基礎。在法拉第之后，楞次根據(jù)自己大實量驗事實的基礎上提出楞次定律：閉合回路中感應電流的方向，總是使得它所激發(fā)的磁場來阻止引起感應電流的磁通量的變化。

麥克斯韋在電磁學方面所做的貢獻可以和牛頓在力學方面所做的貢獻相媲美。他和牛頓一樣，是站在“巨人的肩膀上”，看得更高更遠，做出了偉大的歷史綜合；他也和牛頓一樣，其豐碩的成果是一步一步提煉出來的。

在麥克斯韋之前，大約有20多個關于電磁學的公式提出，這些公式雜亂無章，有的還很復雜。更為重要的是，他根據(jù)自己的方程組，經過嚴密的數(shù)學計算，大膽地預言了電磁波的存在，預言了光是一種電磁波。可以說，所有經典電磁波的內容都包含在了他的方程之中，其深層次的美是無法用語言來表達的。而他的預言在二十年后被赫茲證明，遺憾的是他未能看到。

麥克斯韋的電磁理論把電、磁和光統(tǒng)一了起來具有跨時代的意義。而赫茲則證實了電磁波的確實存在性，打消了人們對電磁波的顧慮。從此，人類的電子技術時代開啟。

五、電磁波的應用

自從1887年電磁波的存在被赫茲證實了以后，就像雨后春筍一般，電磁波被迅速廣泛應用于無線電通訊、廣播、電視、雷達、傳真、遙控等方面。電磁學不僅是人類探索自然活動的結晶，而且也是人類社會發(fā)展的寶貴財富。從家用電器、工業(yè)自動化到地質勘探；從交通，生產等工業(yè)、農業(yè)生產到醫(yī)療，幾乎都涉及到電磁理論的應用。應用電磁波，不僅加快了信息整合的速度，加快了社會進步的步伐，而且為人們節(jié)省了大量的人力與物力，促進經濟的發(fā)展與人類文明的進步，人類進入新的文明時代。

六、電磁的未來

未來社會是一個信息化的社會，而信息的傳遞與交流，是永遠也離不開電磁的理論基礎，而且，隨著社會的進一步發(fā)展，電和磁，定會在未來的舞臺上扮演更為重要的角色！

參考文獻：

[1]《人文物理》，潘傳芳主編，科學出版社

[2]《物理學與人類文明》，葉高翔主編，浙江大學出版社