电磁学事件的时间线

人类对电磁学(电流和磁场的相互作用)的迷恋可以追溯到人类对闪电和其他无法解释的事件(如电鱼和鳗鱼)的观察。人类知道这是一种现象,但它一直笼罩在神秘主义之中,直到17世纪科学家开始深入研究这一理论。...

人类对电磁学(电流和磁场的相互作用)的迷恋可以追溯到人类对闪电和其他无法解释的事件(如电鱼和鳗鱼)的观察。人类知道这是一种现象,但它一直笼罩在神秘主义之中,直到17世纪科学家开始深入研究这一理论。

Woman uses an old traditional radio

这一关于发现和研究的事件的时间线导致了我们对电磁学的现代理解,它展示了科学家、发明家和理论家是如何共同推动科学的发展的。

公元前600年:古希腊的琥珀

最早的关于电磁学的著作是在公元前600年,当时古希腊哲学家、数学家和米利都的科学家泰利斯描述了他在琥珀等各种物质上摩擦动物皮毛的实验。泰利斯发现,用毛皮摩擦琥珀会吸引产生静电的灰尘和毛发,如果他摩擦琥珀足够长的时间,他甚至会产生电火花。

公元前221-206:中国磁石罗盘

磁罗盘是中国古代的一项发明,可能最早是在公元前221年至公元前206年的秦朝在中国制造的。指南针使用磁石(一种磁性氧化物)来指示正北方向。基本概念可能还不清楚,但罗盘指向正北的能力是清楚的。

1600年:吉尔伯特与磁石

16世纪末,英国科学家威廉·吉尔伯特(William Gilbert)“电子科学的创始人”出版了拉丁文版的《德马格纳特》(De Magnete),翻译为“在磁铁上”或“在磁石上”。吉尔伯特是伽利略的同代人,他对吉尔伯特的工作印象深刻。吉尔伯特进行了许多仔细的电学实验,在实验过程中他发现许多物质都能表现出电学性质。

吉尔伯特还发现,一个被加热的物体失去了电,湿气阻止了所有物体的带电。他还注意到带电物质不分青红皂白地吸引所有其他物质,而磁铁只吸引铁。

1752年:富兰克林的风筝实验

美国开国元勋本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)以他进行的极其危险的实验而闻名,那就是让他的儿子在风暴威胁的天空中放风筝。风筝线上的一把钥匙点燃了一个莱顿罐子并给它充电,从而建立了闪电和电之间的联系。在这些实验之后,他发明了避雷针。

富兰克林发现有两种电荷,正电荷和负电荷:具有相同电荷的物体相互排斥,而具有不同电荷的物体相互吸引。富兰克林还记录了电荷守恒,即孤立系统总电荷恒定的理论。

1785年:库仑定律

1785年,法国物理学家查尔斯·奥古斯丁·德·库仑提出了库仑定律,即静电引力和排斥力的定义。他发现,施加在两个带电小物体之间的力与电荷大小的乘积成正比,与电荷之间距离的平方成反比。库仑发现的平方反比定律实际上占据了电学领域的很大一部分。他还在摩擦研究方面做出了重要的工作。

1789年:电流

1780年,意大利教授路易吉·加瓦尼(1737-1790)发现,来自两种不同金属的电流会导致青蛙的腿抽搐。他观察到,一只青蛙的肌肉被一个穿过背柱的铜钩悬挂在铁栏杆上,在没有任何外来原因的情况下经历了剧烈的抽搐。

为了解释这一现象,伽瓦尼假设青蛙的神经和肌肉中存在着相反种类的电流。伽瓦尼在1789年发表了他的发现结果和他的假说,这引起了当时物理学家的注意。

1790年:伏打电

意大利物理学家、化学家和发明家亚历山德罗·沃尔塔(1745-1827)阅读了伽瓦尼的研究,并在自己的工作中发现,作用于两种不同金属上的化学物质产生电能,而不会对青蛙有利。1799年,他发明了第一个电池,即伏打电池。有了桩式电池,沃尔塔证明了电能是化学产生的,并驳斥了普遍认为电能完全由生物产生的理论。沃尔塔的发明引发了极大的科学兴奋,导致其他人进行了类似的实验,最终导致了电化学领域的发展。

1820:磁场

1820年,丹麦物理学家和化学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特(1777-1851)发现了后来被称为奥斯特定律的东西:电流影响罗盘指针并产生磁场。他是第一个发现电和磁之间联系的科学家。

1821年:安培电动力学

法国物理学家安德烈·玛丽·安培(Andre Marie Ampere,1775-1836)发现携带电流的电线会相互产生作用力,并于1821年宣布了他的电动力学理论。

安培的电动力学理论认为,如果电路中的两个平行部分中的电流流向相同,则电路中的两个平行部分相互吸引;如果电流流向相反,则电路中的两个平行部分相互排斥。如果两个电流都流向交叉点或从交叉点流出,则相互交叉的电路的两部分会互相吸引,如果一个电流流向交叉点,另一个电流从交叉点流出,则电路的两部分会互相排斥。当电路的一个元件对电路的另一个元件施加力时,该力总是倾向于促使第二个元件朝着与其自身方向成直角的方向运动。

1831年:法拉第和电磁感应

伦敦皇家学会的英国科学家迈克尔·法拉第(1791-1867)提出了电场的概念,并研究了电流对磁铁的影响。他的研究发现,导体周围产生的磁场携带直流电,从而为物理学中电磁场的概念奠定了基础。法拉第还证实了磁性可以影响光线,这两种现象之间存在着潜在的联系。他同样发现了电磁感应和抗磁性原理以及电解定律。

1873年:麦克斯韦与电磁理论基础

苏格兰物理学家、数学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell,1831-1879)认识到电磁过程可以用数学来建立。麦克斯韦在1873年出版了《电磁学专论》,其中他总结并综合了科隆布、奥斯特、安培和法拉第的发现,将其归纳为四个数学方程。麦克斯韦方程组今天被用作电磁理论的基础。麦克斯韦预测了磁和电的联系,直接导致了电磁波的预测。

1885年:赫兹和电波

德国物理学家海因里希·赫兹(Heinrich Hertz)证明了麦克斯韦的电磁波理论是正确的,并在这个过程中产生和探测到了电磁波。赫兹在一本书中发表了他的工作,“电波:研究有限速度的电作用在空间中的传播。”电磁波的发现导致了无线电的发展。为纪念他,以每秒周期为单位测量的波的频率单位被命名为“赫兹”。

1895年:马可尼与无线电

1895年,意大利发明家兼电气工程师古列尔莫·马可尼(Guglielmo Marconi)利用无线电信号(也称为“无线”)远距离发送信息,将电磁波的发现付诸实践他因在远距离无线电传输方面的开创性工作以及马可尼定律和无线电报系统的发展而闻名。他经常被认为是无线电的发明者,他与卡尔·费迪南德·布劳恩共同获得1909年诺贝尔物理学奖,“以表彰他们对无线电报发展的贡献”

来源

  • “安德烈·玛丽·安佩尔”,圣安德鲁斯大学。1998网状物2018年6月10日。
  • “本杰明·富兰克林和风筝实验”,富兰克林研究所。网状物2018年6月10日。
  • “库仑定律”,物理课堂。网状物2018年6月10日。
  • “德马格纳特”,威廉·吉尔伯特网站。网状物2018年6月10日。
  • “1820年7月:奥斯特德与电磁学”,《物理史》本月,APS新闻。2008网状物2018年6月10日。
  • 奥格雷迪,帕特里夏。“米利都泰利斯(约公元前620年-公元前546年)”,互联网哲学百科全书。网状物2018年6月10日
  • 西尔弗曼,苏珊。“指南针,中国,公元前200年”,史密斯学院。网状物2018年6月10日。

  • 发表于 2021-09-27 17:10
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  • 分类:科学

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