关于电磁学和波动光学的课程论文
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- 大学物理课程论文 在现今的电磁学是物理学的一个重要分支，有今天的地位它经过漫长的发展历程。电磁学是一门既古老又现代的科学.人类在公元500年前就发现了电磁现象,但是电磁学的发展和广泛应用还是在18世纪以后. 18世纪,人们通过对电和磁的定量研究,发现了许多重要的规律.19世纪,科学家们发现了电和磁的相互联系,电磁感应、电磁场、电磁波等理论得到不断发展和广泛应用。
光是人类和生物生存和发展所必需的，人们对于它的认识却经历了漫长而曲折的过程。
一. 早期的电磁学研究
早期的电磁学研究比较零散；下面按照时间顺序将主要事件列出如下：
1820年，奥斯特发现了电流的小磁针偏转的现象。当导线通电流时小磁针产生了偏转。他重复了奥斯特的实验，提出了磁针转动方向与电流方向的关系，即我们在高中学习过的右手定则。后又发现了载流导线之间的相互作用问题。同时，他还发现如果给两个螺线管通电流，它们就会象两个条形磁铁一样相互吸引或者排斥。1822年，安培在实验的基础上发现了电流产生磁力的基本定律，即安培定律。该定律表明，两个电流元的作用力与它们之间距离的平方成反比，与库仑定律很类似，但是它们作用力的方向却要由右手定则来判断。安培通过研究电流和磁铁的磁力情况，他认为磁铁的磁力在本质上和电流的磁力是一样的，提出了著名的安培分子电流假说。该假说认为在物体内部的每个微粒都有一个环形电流，它们实际上就相当于一个小磁针，当这些小磁针的磁性排列一致时，就体现出宏观磁性。这一假说在当时不被人们看重，一直到了70年后人们才真的发现了这种带电粒子，证明了安培假说的正确性。既然电流有磁效应，那么磁是否也会有电流效应呢，根据物理的相互作用原理，这个结果应该是显然的，因此不少人为此做了很多实验，试图发现磁的电流效应。但是这个现象直到奥斯特发现电流磁效应的10多年后才被英国物理学家法拉第发现。法拉第是一个伟大的实验物理学家，他在电磁学方面的主要贡献就是现在称之为法拉第电磁感应定律并且提出了力线和场的概念。前面提到的安培和奥斯特等人的工作说明了电和磁之间存在着必然的联系，法拉第用实验证明了电不仅可以转化为磁，磁也同样可以转变为电。运动中的电能感应出磁，同样运动中的磁也能感应出电。法拉第的发现为大规模利用电力提供了基础后来人们利用法拉第电磁感应定律制造了感应发电机，从此蒸气机时代进入了电气化时代。1831年，法拉第证明了磁力线的存在。从这个实验说明，电荷或者磁极周围充满了向各个方向散发的这种力线。1873年麦克斯韦完成了电磁理论的经典著作《电磁学通论》，建立了著名的麦克斯韦方程组，以非常优美简洁的数学语言概括了全部电磁现象，麦克斯韦1864年发表的著名论文《电磁场的动力学理论》一文中提出了一套完整的方程组，他最是以分量形式给出的，而且物理量的名称和符号都与现代采用的不一样，经后人加以整理，电磁场的方程得到进一步完善，形成如今称为麦克斯韦方程组的形式。电磁波的发现由于历史上的原因，最早，磁曾被认为是与电独立无关的现象，同时也由于磁学本身的发展和应用。电磁学从原来互相独立的两门科学(电学、磁学)发展成为物理学中一个完整的分支学科，主要是基于两个重要的实验发现，即电的流动产生磁效应，而变化的磁场则产生电效应。这两个实...
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