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电磁学 编辑

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什么是电磁学

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电磁学是物理学的一个分支,涉及对电磁力的研究,电磁力是带电粒子之间发生的一种物理相互作用。的电磁力,通过进行电磁场组成电场和磁场,并且它是负责电磁辐射如光。它是自然界四种基本相互作用(俗称力)之一,与强相互作用、弱相互作用一起,和万有引力。在高能时,弱力和电磁力统一为单一的电弱力。

闪电是在两个带电区域之间传播的静电放电

电磁现象是根据电磁力来定义的,有时也称为洛伦兹力,它包括电和磁作为同一现象的不同表现形式。电磁力在决定日常生活中遇到的大多数物体的内部特性方面起着重要作用。原子核与其轨道电子之间的电磁吸引力将原子结合在一起。电磁力分别负责化学键其中创建原子之间的分子,并且分子间力.电磁力支配着所有由相邻原子的电子之间的相互作用产生的化学过程。电磁学在现代技术中的应用非常广泛,电磁理论是包括数字技术在内的电力工程和电子学的基础。

电磁场有许多数学描述。最突出的是,麦克斯韦方程描述了电场和磁场是如何相互产生和改变的,以及电荷和电流是如何产生和改变的。

电磁学理论含义,特别是建立光的基础上传播的“中等”(性能的速度的渗透性和介电常数),导致开发特殊相对论由爱因斯坦在1905年。

经典电动力学

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1600年,威廉吉尔伯特在他的DeMagnete中提出,电和磁虽然都能引起物体的吸引和排斥,但它们是截然不同的效果。水手们已经注意到雷击能够扰乱指南针。直到1752年本杰明富兰克林提出的实验才证实了闪电和电之间的联系。首先发现并发表人造电流和磁之间联系的人之一是吉安罗马格诺西,他在1802年注意到将电线连接到一个伏打桩偏转了附近的指南针针。然而,直到1820年,Ørsted进行了类似的实验,这种效应才广为人知。Ørsted的工作影响了Ampère产生了一种电磁理论,该理论将这个主题建立在数学基础上。

电磁学

一种被称为经典电磁学的电磁学理论在1820年至1873年期间由多位物理学家发展起来,最终由詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(JamesClerkMaxwell)发表了一篇论文,该论文将先前的发展统一为一个单一的理论,并发现了电磁性质。的光。在经典电磁学中,电磁场的行为由一组称为麦克斯韦方程组的方程组描述,电磁力由洛伦兹力定律给出。

经典电磁学的特点之一是难以与经典力学相协调,但与狭义相对论相容。根据麦克斯韦方程,所述光的速度在真空中是一个普遍的常数,其仅依赖于介电常数和磁导率的自由空间。这违反了伽利略不变性,这是经典力学的长期基石。调和这两种理论(电磁学和经典力学)的一种方法是假设存在发光的以太光通过它传播。然而,随后的实验工作未能检测到以太的存在。在亨德里克·洛伦兹和亨利·庞加莱的重要贡献之后,1905年,阿尔伯特·爱因斯坦通过引入狭义相对论解决了这个问题,用与经典电磁学兼容的运动学新理论取代了经典运动学。

此外,相对论暗示,在移动的参考系中,磁场转换为具有非零电分量的场,反之,移动的电场转换为非零磁分量,从而坚定地表明现象是两个方面的同一枚硬币。因此,术语“电磁学”。


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