物理知識知道點(diǎn)

前言

　　人們很早就接觸到場現(xiàn)象，并知道磁棒有南北兩極。先秦時代我們的先人已經(jīng)積累了許多這方面的認(rèn)識，在探尋鐵礦時常會遇到磁鐵礦。雖然先人并不知道地球是個大磁體，有南北極之分，但是這并不妨礙他們利用磁來為自己服務(wù)，所以我們的先民制造出司南、指南魚、指南針。指南針被應(yīng)用于航海的典型是鄭和下西洋。指南針通過阿拉伯人傳人歐洲后促進(jìn)了歐洲航海技術(shù)的發(fā)展，為新航路的開辟提供了幫助。　　磁場是一種看不見，而又摸不著的特殊物質(zhì)，它具有波粒的輻射特性。磁體周圍存在磁場，磁體間的相互作用就是以磁場作為媒介的。電流、運(yùn)動電荷、磁體或變化電場周圍空間都存在一種特殊形態(tài)的物質(zhì)。由于磁體的磁性來源于電流，電流是電荷的運(yùn)動，因而概括地說，磁場是由運(yùn)動電荷或電場的變化而產(chǎn)生的?！　∪藗儗Υ诺恼J(rèn)識和研究晚于對電流的認(rèn)識和研究，18世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)電荷能夠流動，這就是電流。但長期沒有發(fā)現(xiàn)電和磁之間的聯(lián)系。一直到19世紀(jì)前期，奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使小磁針偏轉(zhuǎn)，而后安培發(fā)現(xiàn)作用力的方向和電流的方向，不久之后，法拉第又發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磁棒插入導(dǎo)線圈時，導(dǎo)線圈中就產(chǎn)生電流。這些實(shí)驗(yàn)表明，在電和磁之間存在著密切的聯(lián)系。電和磁之間的聯(lián)系被發(fā)現(xiàn)以后，人們認(rèn)識到電磁力的性質(zhì)在一些方面同萬有引力相似，另一些方面卻又有差別。為此法拉第引進(jìn)了力線的概念，認(rèn)為電流產(chǎn)生圍繞著導(dǎo)線的磁力線，電荷向各個方向產(chǎn)生電力線，并在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了電磁場的概念?！　　?/pre>


內(nèi)容概要
　　《物理知識知道點(diǎn)：磁場大探秘》是一本介紹各種磁場和電磁知識的科普書籍，書中用語淺顯易懂，內(nèi)容上突出了趣味性和科普性，圖文并茂，更有助于引導(dǎo)廣大青少年朋友愛上電磁科學(xué)，研究和發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)知識。



書籍目錄
認(rèn)識磁場與電磁 從磁極開始認(rèn)識磁 看不見的磁場和磁力線 找不到的磁單極子 認(rèn)識永磁體 物質(zhì)的磁化 親密的電和磁 渦流和渦流的用處 電磁體及其應(yīng)用 電磁學(xué)簡史 研究磁與電的先行者 發(fā)現(xiàn)庫侖定律 發(fā)現(xiàn)電流 發(fā)現(xiàn)歐姆定律 安培的貢獻(xiàn) 法拉第與電磁感應(yīng) 麥克斯韋和電磁場理論 赫茲驗(yàn)證電磁波 電磁波一家 電磁波六兄弟 無線電小記 無線電家族 紅外技術(shù)的應(yīng)用 紫外線是把雙刃劍 X射線與放射性物質(zhì) 強(qiáng)大的伽馬射線 有磁性的地球 龐大的地磁場 麻煩的磁暴 地磁與極光 翻跟頭的地磁 生物磁探秘 地磁與動物的方向感 植物的磁感覺 細(xì)菌的磁導(dǎo)航 微弱的人體磁場 前途光明的生物磁療 探秘腦電波 磁的廣泛應(yīng)用 磁與現(xiàn)代通訊 磁懸浮列車 現(xiàn)代生活中的磁 信息領(lǐng)域的磁應(yīng)用 磁與軍事 磁在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 警惕電磁污染 看不見的電磁殺手 室內(nèi)電磁污染 危險的手機(jī)輻射 預(yù)防電腦輻射 小心微波 地磁與健康


章節(jié)摘錄
版權(quán)頁：   插圖：    1831年11月13日，剛好在法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)不久，麥克斯韋出生在蘇格蘭首府愛丁堡。跟出身寒微的法拉第不同，他家學(xué)淵博，祖上有不少名流學(xué)者。父親在鄉(xiāng)下有產(chǎn)業(yè)；職業(yè)是律師，興趣卻在科學(xué)技術(shù)上，他愛設(shè)計機(jī)器、愛科學(xué)、愛提問。麥克斯韋從小受到熏陶，上中學(xué)時已才華出眾，第二年考入愛丁堡大學(xué)。三年后轉(zhuǎn)入劍橋大學(xué)，以甲等數(shù)學(xué)第二名的優(yōu)異成績畢業(yè)。麥克斯韋受父親的影響，對實(shí)際問題感興趣。他的研究題目都是怎樣運(yùn)用數(shù)學(xué)解決物理學(xué)、天文學(xué)或工程問題。 麥克斯韋從劍橋大學(xué)畢業(yè)后，最初研究光的色彩理論。不久他讀到法拉第的電磁實(shí)驗(yàn)研究。用充滿力線的場代替牛頓的真空，用力在場中以波的形式和有限的速度代替牛頓的超距作用，這不同凡響的大膽見解喚起了麥克斯韋的想象力，引起了他的共鳴。然而麥克斯韋也看到，法拉第的表述方法不夠嚴(yán)格，有漏洞。正是在這里他可以大顯身手，施展自己的數(shù)學(xué)才能。 麥克斯韋在電磁學(xué)論文《論法拉第的力線》中，開宗名義，第一句話是：“關(guān)于電的科學(xué)，目前的狀況對于思考特別不利?！丙溈怂鬼f要改進(jìn)這種狀況。他運(yùn)用法拉第的力線思想，把法拉第發(fā)現(xiàn)的種種迥然不同的現(xiàn)象彼此之間的內(nèi)在聯(lián)系，清楚地展現(xiàn)在數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家們面前。要做到這一點(diǎn)，必須具備兩方面的條件：要澄清物理概念，建立一個物理模型，以便類比借鑒；要運(yùn)用數(shù)學(xué)工具，給出精確的數(shù)量關(guān)系。法拉第對電流周圍的磁力線所作的物理描述，被麥克斯韋概括為一個矢量微分方程。這是一個良好的開端，法拉第的物理直覺能力和麥克斯韋的數(shù)學(xué)分析技巧開始會合了。 法拉第比麥克斯韋年長40歲，他們的出身、教育、性格、愛好截然不同。一個來自社會最低層，一個門第高貴。一個連小學(xué)也沒畢業(yè)，一個是名牌大學(xué)的高才生。法拉第講話娓娓動聽，引人人勝；麥克斯韋才思敏捷，言辭鋒利，卻不管聽的人懂不懂，只管自己發(fā)揮。一個是實(shí)驗(yàn)巨匠，一個是數(shù)學(xué)高手。一個善于運(yùn)用直覺，把握住物理現(xiàn)象的本質(zhì)，設(shè)計巧妙的實(shí)驗(yàn)、觀察、記錄、歸納；一個擅長建立物理模型運(yùn)用數(shù)學(xué)技巧演繹、分析、提高。如果把他們兩個人的特點(diǎn)集于一身，那就是一個理想的物理學(xué)家了?，F(xiàn)在他們確實(shí)匯集在一起。他們堅信場的物質(zhì)性，反對牛頓的超距作用；他們的目標(biāo)是一致的——建立一個全新的、不從屬于牛頓自然哲學(xué)體系的由磁學(xué)理論。 在麥克斯韋建立他的電磁理論之前，諾埃曼、韋伯等德國物理學(xué)家繼承了安培的超距作用觀點(diǎn)，對電磁現(xiàn)象的研究做過不少貢獻(xiàn)，形成了電動力學(xué)的所謂大陸學(xué)派。但是，他們企圖在力學(xué)的框架內(nèi)理解電磁現(xiàn)象，提出各種復(fù)雜的相互作用“勢”來描述電磁過程，理論復(fù)雜而不自然，未能建立一個統(tǒng)一的理論體系。而麥克斯韋則繼承了法拉第的近距離作用觀念，取得了決定性的進(jìn)展。 麥克斯韋走了三大步才建立起電磁理論，前后歷時10余年。他一開始就把注意力集中到法拉第的力線上。 1856年，他發(fā)表了電磁理論方面的第一篇論文《論法拉第的力線》。在開爾文對熱傳導(dǎo)現(xiàn)象、流體運(yùn)動和電磁力線的類比研究的基礎(chǔ)上，首次試圖將法拉第的力線概念表述成精確的數(shù)學(xué)形式。他在文中給出了電場的已知定律的微分關(guān)系式。




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