『壹』 电学发展史
电 学 发 展 史
"电"一词在西方是从希腊文琥珀一词转意而来的,在中国则是从雷闪现象中引出来的。自从18世纪中叶以来,对电的研究逐渐蓬勃开展。它的每项重大发现都引起广泛的实用研究,从而促进科学技术的飞速发展。
现今,无论人类生活、科学技术活动以及物质生产活动都已离不开电。随着科学技术的发展,某些带有专门知识的研究内容逐渐独立,形成专门的学科,如电子学、电工学等。电学又可称为电磁学,是物理学中颇具重要意义的基础学科。
电学的发展简史
有关电的记载可追溯到公元前6世纪。早在公元前585年,希腊哲学家泰勒斯已记载了用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小物体,后来又有人发现摩擦过的煤玉也具有吸引轻小物体的能力。在以后的2000年中,这些现象被看成与磁石吸铁一样,属于物质具有的性质,此外没有什么其他重大的发现。
在中国,西汉末年已有"碡瑁(玳瑁)吸偌(细小物体之意)"的记载;晋朝时进一步还有关于摩擦起电引起放电现象的记载"今人梳头,解著衣时,有随梳解结有光者,亦有咤声"。
1600年,英国物理学家吉伯发现,不仅琥珀和煤玉摩擦后能吸引轻小物体,而且相当多的物质经摩擦后也都具有吸引轻小物体的性质,他注意到这些物质经摩擦后并不具备磁石那种指南北的性质。为了表明与磁性的不同,他采用琥珀的希腊字母拼音把这种性质称为"电的"。吉伯在实验过程中制作了第一只验电器,这是一根中心固定可转动的金属细棒,当与摩擦过的琥珀靠近时,金属细棒可转动指向琥珀。
大约在1660年,马德堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机。他用硫磺制成形如地球仪的可转动球体,用干燥的手掌摩擦转动球体,使之获得电。盖利克的摩擦起电机经过不断改进,在静电实验研究中起着重要的作用,直到19世纪霍耳茨和推普勒分别发明感应起电机后才被取代。
18世纪电的研究迅速发展起来。1729年,英国的格雷在研究琥珀的电效应是否可传递给其他物体时发现导体和绝缘体的区别:金属可导电,丝绸不导电,并且他第一次使人体带电。格雷的实验引起法国迪费的注意。1733年迪费发现绝缘起来的金属也可摩擦起电,因此他得出所有物体都可摩擦起电的结论。他把玻璃上产生的电叫做"玻璃的",琥珀上产生的电与树脂产生的相同,叫做"树脂的"。他得到:带相同电的物体互相排斥;带不同电的物体彼此吸引。
1745年,荷兰莱顿的穆申布鲁克发明了能保存电的莱顿瓶。莱顿瓶的发明为电的进一步研究提供了条件,它对于电知识的传播起到了重要的作用。
差不多同时,美国的富兰克林做了许多有意义的工作,使得人们对电的认识更加丰富。1747年他根据实验提出:在正常条件下电是以一定的量存在于所有物质中的一种元素;电跟流体一样,摩擦的作用可以使它从一物体转移到另一物体,但不能创造;任何孤立物体的电总量是不变的,这就是通常所说的电荷守恒定律。他把摩擦时物体获得的电的多余部分叫做带正电,物体失去电而不足的部分叫做带负电。
严格地说,这种关于电的一元流体理论在今天看来并不正确,但他所使用的正电和负电的术语至今仍被采用,他还观察到导体的尖端更易于放电等。早在1749年,他就注意到雷闪与放电有许多相同之处,1752年他通过在雷雨天气将风筝放入云层,来进行雷击实验,证明了雷闪就是放电现象。在这个实验中最幸运的是富兰克林居然没有被电死,因为这是一个危险的实验,后来有人重复这种实验时遭电击身亡。富兰克林还建议用避雷针来防护建筑物免遭雷击,1745年首先由狄维斯实现,这大概是电的第一个实际应用。
18世纪后期开始了电荷相互作用的定量研究。1776年,普里斯特利发现带电金属容器内表面没有电荷,猜测电力与万有引力有相似的规律。1769年,鲁宾孙通过作用在一个小球上电力和重力平衡的实验,第一次直接测定了两个电荷相互作用力与距离二次方成反比。1773年,卡文迪什推算出电力与距离的二次方成反比,他的这一实验是近代精确验证电力定律的雏形。
1785年,库仑设计了精巧的扭秤实验,直接测定了两个静止点电荷的相互作用力与它们之间的距离二次方成反比,与它们的电量乘积成正比。库仑的实验得到了世界的公认,从此电学的研究开始进入科学行列。1811年泊松把早先力学中拉普拉斯在万有引力定律基础上发展起来的势论用于静电,发展了静电学的解析理论。
18世纪后期电学的另一个重要的发展是意大利物理学家伏打发明了电池,在这之前,电学实验只能用摩擦起电机的莱顿瓶进行,而它们只能提供短暂的电流。1780年,意大利的解剖学家伽伐尼偶然观察到与金属相接触的蛙腿发生抽动。他进一步的实验发现,若用两种金属分别接触蛙腿的筋腱和肌肉,则当两种金属相碰时,蛙腿也会发生抽动。
1792年,伏打对此进行了仔细研究之后,认为蛙腿的抽动是一种对电流的灵敏反应。电流是两种不同金属插在一定的溶液内并构成回路时产生的,而肌肉提供了这种溶液。基于这一思想,1799年,他制造了第一个能产生持续电流的化学电池,其装置为一系列按同样顺序叠起来的银片、锌片和用盐水浸泡过的硬纸板组成的柱体,叫做伏打电堆。
此后,各种化学电源蓬勃发展起来。1822年塞贝克进一步发现,将铜线和一根别种金属(铋)线连成回路,并维持两个接头的不同温度,也可获得微弱而持续的电流,这就是热电效应。
化学电源发明后,很快发现利用它可以作出许多不寻常的事情。1800年卡莱尔和尼科尔森用低压电流分解水;同年里特成功地从水的电解中搜集了两种气体,并从硫酸铜溶液中电解出金属铜;1807年,戴维利用庞大的电池组先后电解得到钾、钠、钙、镁等金属;1811年他用2000个电池组成的电池组制成了碳极电弧;从19世纪50年代起它成为灯塔、剧院等场所使用的强烈光电源,直到70年代才逐渐被爱迪生发明的白炽灯所代替。此外伏打电池也促进了电镀的发展,电镀是1839年由西门子等人发明的。
虽然早在1750年富兰克林已经观察到莱顿瓶放电可使钢针磁化,甚至更早在1640年,已有人观察到闪电使罗盘的磁针旋转,但到19世纪初,科学界仍普遍认为电和磁是两种独立的作用。与这种传统观念相反,丹麦的自然哲学家奥斯特接受了德国哲学家康德和谢林关于自然力统一的哲学思想,坚信电与磁之间有着某种联系。经过多年的研究,他终于在1820年发现电流的磁效应:当电流通过导线时,引起导线近旁的磁针偏转。电流磁效应的发现开拓了电学研究的新纪元。
奥斯特的发现首先引起法国物理学家的注意,同年即取得一些重要成果,如安培关于载流螺线管与磁铁等效性的实验;阿喇戈关于钢和铁在电流作用下的磁化现象;毕奥和萨伐尔关于长直载流导线对磁极作用力的实验;此外安培还进一步做了一系列电流相互作用的精巧实验。由这些实验分析得到的电流元之间相互作用力的规律,是认识电流产生磁场以及磁场对电流作用的基础。
电流磁效应的发现打开了电应用的新领域。1825年斯特金发明电磁铁,为电的广泛应用创造了条件。1833年高斯和韦伯制造了第一台简陋的单线电报;1837年惠斯通和莫尔斯分别独立发明了电报机,莫尔斯还发明了一套电码,利用他所制造的电报机可通过在移动的纸条上打上点和划来传递信息。
1855年汤姆孙(即开尔文)解决了水下电缆信号输送速度慢的问题,1866年按照汤姆孙设计的大西洋电缆铺设成功。1854年,法国电报家布尔瑟提出用电来传送声音的设想,但未变成现实;后来,赖斯于1861年实验成功,但未引起重视。1861年贝尔发明了电话,作为收话机,它仍用于现代,而其发话机则被爱迪生的发明的碳发话机以及休士的发明的传声器所改进。
电流磁效应发现不久,几种不同类型的检流计设计制成,为欧姆发现电路定律提供了条件。1826年,受到傅里叶关于固体中热传导理论的启发,欧姆认为电的传导和热的传导很相似,电源的作用好像热传导中的温差一样。为了确定电路定律,开始他用伏打电堆作电源进行实验,由于当时的伏打电堆性能很不稳定,实验没有成功;后来他改用两个接触点温度恒定因而高度稳定的热电动势做实验,得到电路中的电流强度与他所谓的电源的"验电力"成正比,比例系数为电路的电阻。
由于当时的能量守恒定律尚未确立,验电力的概念是含混的,直到1848年基尔霍夫从能量的角度考查,才橙清了电位差、电动势、电场强度等概念,使得欧姆理论与静电学概念协调起来。在此基础上,基尔霍夫解决了分支电路问题。
杰出的英国物理学家法拉第从事电磁现象的实验研究,对电磁学的发展作出极重要的贡献,其中最重要的贡献是1831年发现电磁感应现象。紧接着他做了许多实验确定电磁感应的规律,他发现当闭合线圈中的磁通量发生变化时,线圈中就产生感应电动势,感应电动势的大小取决于磁通量随时间的变化率。后来,楞次于1834年给出感应电流方向的描述,而诺埃曼概括了他们的结果给出感应电动势的数学公式。
法拉第在电磁感应的基础上制出了第一台发电机。此外,他把电现象和其他现象联系起来广泛进行研究,在1833年成功地证明了摩擦起电和伏打电池产生的电相同,1834年发现电解定律,1845年发现磁光效应,并解释了物质的顺磁性和抗磁性,他还详细研究了极化现象和静电感应现象,并首次用实验证明了电荷守恒定律。
电磁感应的发现为能源的开发和广泛利用开创了崭新的前景。1866年西门子发明了可供实用的自激发电机;19世纪末实现了电能的远距离输送;电动机在生产和交通运输中得到广泛使用,从而极大地改变了工业生产的面貌。
对于电磁现象的广泛研究使法拉第逐渐形成了他特有的"场"的观念。他认为:力线是物质的,它弥漫在全部空间,并把异号电荷和相异磁板分别连结起来;电力和磁力不是通过空虚空间的超距作用,而是通过电力线和磁力线来传递的,它们是认识电磁现象必不可少的组成部分,甚至它们比产生或"汇集"力线的"源"更富有研究的价值。
法拉第的丰硕的实验研究成果以及他的新颖的场的观念,为电磁现象的统一理论准备了条件。诺埃曼、韦伯等物理学家对电磁现象的认识曾有过不少重要贡献,但他们从超距作用观点出发,概括库仑以来已有的全部电学知识,在建立统一理论方面并未取得成功。这一工作在19世纪60年代由卓越的英国物理学家麦克斯韦完成。
麦克斯韦认为变化的磁场在其周围的空间激发涡旋电场;变化的电场引起媒质电位移的变化,电位移的变化与电流一样在周围的空间激发涡旋磁场。麦克斯韦明确地用数学公式把它们表示出来,从而得到了电磁场的普遍方程组——麦克斯韦方程组。法拉第的力线思想以及电磁作用传递的思想在其中得到了充分的体现。
麦克斯韦进而根据他的方程组,得出电磁作用以波的形式传播,电磁波在真空中的传播速度等于电量的电磁单位与静电单位的比值,其值与光在真空中传播的速度相同,由此麦克斯韦预言光也是一种电磁波。
1888年,赫兹根据电容器放电的振荡性质,设计制作了电磁波源和电磁波检测器,通过实验检测到电磁波,测定了电磁波的波速,并观察到电磁波与光波一样,具有偏振性质,能够反射、折射和聚焦。从此麦克斯韦的理论逐渐为人们所接受。麦克斯韦电磁理论通过赫兹电磁波实验的证实,开辟了一个全新的领域——电磁波的应用和研究。1895年,俄国的波波夫和意大利的马可尼分别实现了无线电信号的传送。后来马可尼将赫兹的振子改进为竖直的天线;德国的布劳恩进一步将发射器分为两个振荡电路,为扩大信号传递范围创造了条件。1901年马可尼第一次建立了横跨大西洋的无线电联系。电子管的发明及其在线路中的应用,使得电磁波的发射和接收都成为易事,推动了无线电技术的发展,极大地改变了人类的生活。
1896年洛伦兹提出的电子论,将麦克斯韦方程组应用到微观领域,并把物质的电磁性质归结为原子中电子的效应。这样不仅可以解释物质的极化、磁化、导电等现象以及物质对光的吸收、散射和色散现象;而且还成功地说明了关于光谱在磁场中分裂的正常塞曼效应;此外,洛伦兹还根据电子论导出了关于运动介质中的光速公式,把麦克斯韦理论向前推进了一步。
在法拉第、麦克斯韦和洛伦兹的理论体系中,假定了有一种特殊媒质"以太"存在,它是电磁波的荷载者,只有在以太参照系中,真空中光速才严格地与方向无关,麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式也只在以太参照系中才严格成立。这意味着电磁规律不符合相对性原理。
关于这方面问题的进一步研究,导致了爱因斯坦在1905年建立了狭义相对论,它改变了原来的观点,认定狭义相对论是物理学的一个基本原理,它否定了以太参照系的存在并修改了惯性参照系之间的时空变换关系,使得麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式有可能在所有惯性参照系中都成立。狭义相对论的建立不仅发展了电磁理论,并且对以后理论物理的发展具有巨大的作用
『贰』 电磁发展历史
电磁学是研究电磁和电磁的相互作用现象,及其规律和应用的物理学分支学科。
早期,由于磁现象曾被认为是与电现象独立无关的,同时也由于磁学本身的发展和应用,如近代磁性材料和磁学技术的发展,新的磁效应和磁现象的发现和应用等等,使得磁学的内容不断扩大,所以磁学在实际上也就作为一门和电学相平行的学科来研究了。
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,即电流的磁效应和变化的磁场的电效应。这两个实验现象,加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设,奠定了电磁学的整个理论体系,发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。
根据近代物理学的观点,磁的现象是由运动电荷所产生的,因而在电学的范围内必然不同程度地包含磁学的内容。所以,电磁学和电学的内容很难截然划分,而“电学”有时也就作为“电磁学”的简称。
麦克斯韦电磁理论的重大意义,不仅在于这个理论支配着一切宏观电磁现象(包括静电、稳恒磁场、电磁感应、电路、电磁波等等),而且在于它将光学现象统一在这个理论框架之内,深刻地影响着人们认识物质世界的思想。
电子的发现,使电磁学和原子与物质结构的理论结合了起来,洛伦兹的电子论把物质的宏观电磁性质归结为原子中电子的效应,统一地解释了电、磁、光现象。
和电磁学密切相关的是经典电动力学,两者在内容上并没有原则的区别。一般说来,电磁学偏重于电磁现象的实验研究,从广泛的电磁现象研究中归纳出电磁学的基本规律;经典电动力学则偏重于理论方面,它以麦克斯韦方程组和洛伦兹力为基础,研究电磁场分布,电磁波的激发、辐射和传播,以及带电粒子与电磁场的相互作用等电磁问题,也可以说,广义的电磁学包含了经典电动力学。
电磁能量的工作方式
在稳定状态下,电流的波形如图所示的情况,此时它们的磁通增量△Φ在开关管导通ton时间内的变化,必须等于在反激时间内的变化。
公式
因此由上式可知,如果磁通增量相等的工作点稳定建立时,变压器初级绕组每匝的伏一秒值必然等于次级绕组每匝的伏一秒值。
通过控制开关管的导通占空比,来调定初级峰值电流,然而在开关管关断时,输出电压和次级匝数是恒定的,反激工作时间须自我调节。
图 在稳定状态下的电流波形
在临界状态,如图(a)中的Is(2)所示,反激电流在下一个导通时间之前正好达到零,进一步增加占空比将会引起转换器从完全到不完全能量传递方式时,传递函数将变成带有低输出阻抗的两个极点系统,此时如果需要更多的电能时,脉冲宽度仅需轻微的增加即可。另外,在传递函数中有一个“右半平面零点”,这将在高频段引人180°的相位改变,这也会引起不稳定。
『叁』 用500字概括电磁学的发展史
我国古代和古希腊,人类从生产实践和日常生活中便了解到电和磁的一些现象和知识.:春秋时代(公元前六百多年)
十三世纪前后.欧洲学术复兴.通过实验研究自然规律蔚然成风.当时得到磁学实验,发现了磁石有两极,并命名为N极和S极,并通过实验证实了异性磁极相吸,同性磁极相斥.一根磁针断为两半时.每一半又各自成为一根独立的小磁针.但这股实验风气,立即遭到教廷中那些僧侣的反对,被压了下去.电和磁的研究又进入了停顿期.
十六世纪.英国:吉尔伯特:发现了电和磁有一些不同的性质.制作了第一只实验用的验电器
1660年,德国工程师盖利克,发明了第一台较大的摩擦起电机,使较大量电荷的获得成为可能.
1729年,英国:格雷:发现了导体和绝缘体具有不同的导电特性,这为电荷的输运奠定了基础.
1733年,法国:杜费:发现了两种性质完全不同的电荷.
1745年:荷兰:物理学家穆欣布罗克:发明了莱顿瓶,为电荷的储存提供了有效的手段,也为电的进一步研究提供了条件.
1747年:美国:富兰克林:在杜费的基础上,引入了正电和负电的规定,为定量研究电现象提供了一个基础,具有重大的意义.他还认为.摩擦的作用是使电从一个物体转移到另一物体,而不是创造电荷;任何一与外界绝缘的体系中,电的总量使不变的.这就是通常所说的电荷守恒原理.
电荷的获得、储存和传递为定量研究电现象提供了充分的条件.在认识了电荷分为正负两种,同性相斥异性相吸后,人们很快便转向研究电荷之间相互作用利的定量规律.
1750年,德国:埃皮诺斯:发现了两电荷之间的相互作用力随其距离的减小而增大的现象,但他没有深入的研究下去给出定量的规律.
1766年:德国:普里斯特利:通过一系列实验证明,带电的空心金属容器内表面上没有电荷,而且对内部空间没有任何电力作用,他做了猜测,认为电荷之间的作用力与万有引力相似,即与他们之间距离的平方成反比.但他仅仅停留在猜测阶段.
1769年:英国:罗宾逊:他通过实验测出两个同种电荷之间的排斥力与距离的2.06次方成反比,他进一步猜想正确的应当使平方反比关系.
但他和普里斯特利的工作都没有受到当时科学界的足够重视.
1785年,法国:库仑:设计了精巧的扭秤实验,才直接测定了两个静止的同种点电荷之间的斥力与他们之间距离的平方成反比,与他们的电量乘积成正比.经过不断的探索,他又用电扭摆实验对吸引力测出了相同的结果.至此,库仑定律得到了世界公认,从而开辟了近代电磁理论研究的新纪元.
(值得一提的是:在此之前1773年,英国科学家卡文迪许用数学方法得出了类似关系,但他得成果未公开发表,一直到1879年,才由英国物理学家麦克斯韦整理.注释出版了这些手稿)
1800年,意大利:伏打:制成了伏打电堆,这便是电池得原型.有了稳定得电源,就为人类从研究静电现象过渡到研究动电现象提供了坚实得技术基础.
『肆』 推荐几本关于电和磁方面的书!如果是介绍电磁的发展史更好!
《电磁学发展史》复评介曾清制平 王勇
【摘要】:《电磁学发展史》评介@曾清平¥空军雷达学院@王勇¥华中理工大学电子信息工程系《电磁学发展史》评介曾清平(空军雷达学院,武汉430010)王勇(华中理工大学电子信息工程系,武汉430074)《电磁学发展史》(修定版)是由宋德生先生和李国栋先生合编的,并于19...
【作者单位】: 空军雷达学院 华中理工大学电子信息工程系
【关键词】: 发展史 生物电磁学 逆向思维方式 电子信息 单电子晶体管 生命科学 高温超导薄膜 国家微重力实验室 脉冲激光淀积 思想方法
【分类号】:O441
【DOI】:CNKI:SUN:WLZZ.0.1998-02-013
【正文快照】:
《电磁学发展史》评介@曾清平¥空军雷达学院@王勇¥华中理工大学电子信息工程系《电磁学发展史》评介曾清平(空军雷达学院,武汉430010)王勇(华中理工大学电子信息工程系,武汉430074)《电磁学发展史》(修定版)是由宋德生先生和李国栋先生合编的,并于
『伍』 简述电学的发展史
电 学 发 展 史
"电"一词在西方是从希腊文琥珀一词转意而来的,在中国则是从雷闪现象中引出来的。自从18世纪中叶以来,对电的研究逐渐蓬勃开展。它的每项重大发现都引起广泛的实用研究,从而促进科学技术的飞速发展。
现今,无论人类生活、科学技术活动以及物质生产活动都已离不开电。随着科学技术的发展,某些带有专门知识的研究内容逐渐独立,形成专门的学科,如电子学、电工学等。电学又可称为电磁学,是物理学中颇具重要意义的基础学科。
电学的发展简史
有关电的记载可追溯到公元前6世纪。早在公元前585年,希腊哲学家泰勒斯已记载了用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小物体,后来又有人发现摩擦过的煤玉也具有吸引轻小物体的能力。在以后的2000年中,这些现象被看成与磁石吸铁一样,属于物质具有的性质,此外没有什么其他重大的发现。
在中国,西汉末年已有"碡瑁(玳瑁)吸偌(细小物体之意)"的记载;晋朝时进一步还有关于摩擦起电引起放电现象的记载"今人梳头,解著衣时,有随梳解结有光者,亦有咤声"。
1600年,英国物理学家吉伯发现,不仅琥珀和煤玉摩擦后能吸引轻小物体,而且相当多的物质经摩擦后也都具有吸引轻小物体的性质,他注意到这些物质经摩擦后并不具备磁石那种指南北的性质。为了表明与磁性的不同,他采用琥珀的希腊字母拼音把这种性质称为"电的"。吉伯在实验过程中制作了第一只验电器,这是一根中心固定可转动的金属细棒,当与摩擦过的琥珀靠近时,金属细棒可转动指向琥珀。
大约在1660年,马德堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机。他用硫磺制成形如地球仪的可转动球体,用干燥的手掌摩擦转动球体,使之获得电。盖利克的摩擦起电机经过不断改进,在静电实验研究中起着重要的作用,直到19世纪霍耳茨和推普勒分别发明感应起电机后才被取代。
18世纪电的研究迅速发展起来。1729年,英国的格雷在研究琥珀的电效应是否可传递给其他物体时发现导体和绝缘体的区别:金属可导电,丝绸不导电,并且他第一次使人体带电。格雷的实验引起法国迪费的注意。1733年迪费发现绝缘起来的金属也可摩擦起电,因此他得出所有物体都可摩擦起电的结论。他把玻璃上产生的电叫做"玻璃的",琥珀上产生的电与树脂产生的相同,叫做"树脂的"。他得到:带相同电的物体互相排斥;带不同电的物体彼此吸引。
1745年,荷兰莱顿的穆申布鲁克发明了能保存电的莱顿瓶。莱顿瓶的发明为电的进一步研究提供了条件,它对于电知识的传播起到了重要的作用。
差不多同时,美国的富兰克林做了许多有意义的工作,使得人们对电的认识更加丰富。1747年他根据实验提出:在正常条件下电是以一定的量存在于所有物质中的一种元素;电跟流体一样,摩擦的作用可以使它从一物体转移到另一物体,但不能创造;任何孤立物体的电总量是不变的,这就是通常所说的电荷守恒定律。他把摩擦时物体获得的电的多余部分叫做带正电,物体失去电而不足的部分叫做带负电。
严格地说,这种关于电的一元流体理论在今天看来并不正确,但他所使用的正电和负电的术语至今仍被采用,他还观察到导体的尖端更易于放电等。早在1749年,他就注意到雷闪与放电有许多相同之处,1752年他通过在雷雨天气将风筝放入云层,来进行雷击实验,证明了雷闪就是放电现象。在这个实验中最幸运的是富兰克林居然没有被电死,因为这是一个危险的实验,后来有人重复这种实验时遭电击身亡。富兰克林还建议用避雷针来防护建筑物免遭雷击,1745年首先由狄维斯实现,这大概是电的第一个实际应用。
18世纪后期开始了电荷相互作用的定量研究。1776年,普里斯特利发现带电金属容器内表面没有电荷,猜测电力与万有引力有相似的规律。1769年,鲁宾孙通过作用在一个小球上电力和重力平衡的实验,第一次直接测定了两个电荷相互作用力与距离二次方成反比。1773年,卡文迪什推算出电力与距离的二次方成反比,他的这一实验是近代精确验证电力定律的雏形。
1785年,库仑设计了精巧的扭秤实验,直接测定了两个静止点电荷的相互作用力与它们之间的距离二次方成反比,与它们的电量乘积成正比。库仑的实验得到了世界的公认,从此电学的研究开始进入科学行列。1811年泊松把早先力学中拉普拉斯在万有引力定律基础上发展起来的势论用于静电,发展了静电学的解析理论。
18世纪后期电学的另一个重要的发展是意大利物理学家伏打发明了电池,在这之前,电学实验只能用摩擦起电机的莱顿瓶进行,而它们只能提供短暂的电流。1780年,意大利的解剖学家伽伐尼偶然观察到与金属相接触的蛙腿发生抽动。他进一步的实验发现,若用两种金属分别接触蛙腿的筋腱和肌肉,则当两种金属相碰时,蛙腿也会发生抽动。
1792年,伏打对此进行了仔细研究之后,认为蛙腿的抽动是一种对电流的灵敏反应。电流是两种不同金属插在一定的溶液内并构成回路时产生的,而肌肉提供了这种溶液。基于这一思想,1799年,他制造了第一个能产生持续电流的化学电池,其装置为一系列按同样顺序叠起来的银片、锌片和用盐水浸泡过的硬纸板组成的柱体,叫做伏打电堆。
此后,各种化学电源蓬勃发展起来。1822年塞贝克进一步发现,将铜线和一根别种金属(铋)线连成回路,并维持两个接头的不同温度,也可获得微弱而持续的电流,这就是热电效应。
化学电源发明后,很快发现利用它可以作出许多不寻常的事情。1800年卡莱尔和尼科尔森用低压电流分解水;同年里特成功地从水的电解中搜集了两种气体,并从硫酸铜溶液中电解出金属铜;1807年,戴维利用庞大的电池组先后电解得到钾、钠、钙、镁等金属;1811年他用2000个电池组成的电池组制成了碳极电弧;从19世纪50年代起它成为灯塔、剧院等场所使用的强烈光电源,直到70年代才逐渐被爱迪生发明的白炽灯所代替。此外伏打电池也促进了电镀的发展,电镀是1839年由西门子等人发明的。
虽然早在1750年富兰克林已经观察到莱顿瓶放电可使钢针磁化,甚至更早在1640年,已有人观察到闪电使罗盘的磁针旋转,但到19世纪初,科学界仍普遍认为电和磁是两种独立的作用。与这种传统观念相反,丹麦的自然哲学家奥斯特接受了德国哲学家康德和谢林关于自然力统一的哲学思想,坚信电与磁之间有着某种联系。经过多年的研究,他终于在1820年发现电流的磁效应:当电流通过导线时,引起导线近旁的磁针偏转。电流磁效应的发现开拓了电学研究的新纪元。
奥斯特的发现首先引起法国物理学家的注意,同年即取得一些重要成果,如安培关于载流螺线管与磁铁等效性的实验;阿喇戈关于钢和铁在电流作用下的磁化现象;毕奥和萨伐尔关于长直载流导线对磁极作用力的实验;此外安培还进一步做了一系列电流相互作用的精巧实验。由这些实验分析得到的电流元之间相互作用力的规律,是认识电流产生磁场以及磁场对电流作用的基础。
电流磁效应的发现打开了电应用的新领域。1825年斯特金发明电磁铁,为电的广泛应用创造了条件。1833年高斯和韦伯制造了第一台简陋的单线电报;1837年惠斯通和莫尔斯分别独立发明了电报机,莫尔斯还发明了一套电码,利用他所制造的电报机可通过在移动的纸条上打上点和划来传递信息。
1855年汤姆孙(即开尔文)解决了水下电缆信号输送速度慢的问题,1866年按照汤姆孙设计的大西洋电缆铺设成功。1854年,法国电报家布尔瑟提出用电来传送声音的设想,但未变成现实;后来,赖斯于1861年实验成功,但未引起重视。1861年贝尔发明了电话,作为收话机,它仍用于现代,而其发话机则被爱迪生的发明的碳发话机以及休士的发明的传声器所改进。
电流磁效应发现不久,几种不同类型的检流计设计制成,为欧姆发现电路定律提供了条件。1826年,受到傅里叶关于固体中热传导理论的启发,欧姆认为电的传导和热的传导很相似,电源的作用好像热传导中的温差一样。为了确定电路定律,开始他用伏打电堆作电源进行实验,由于当时的伏打电堆性能很不稳定,实验没有成功;后来他改用两个接触点温度恒定因而高度稳定的热电动势做实验,得到电路中的电流强度与他所谓的电源的"验电力"成正比,比例系数为电路的电阻。
由于当时的能量守恒定律尚未确立,验电力的概念是含混的,直到1848年基尔霍夫从能量的角度考查,才橙清了电位差、电动势、电场强度等概念,使得欧姆理论与静电学概念协调起来。在此基础上,基尔霍夫解决了分支电路问题。
杰出的英国物理学家法拉第从事电磁现象的实验研究,对电磁学的发展作出极重要的贡献,其中最重要的贡献是1831年发现电磁感应现象。紧接着他做了许多实验确定电磁感应的规律,他发现当闭合线圈中的磁通量发生变化时,线圈中就产生感应电动势,感应电动势的大小取决于磁通量随时间的变化率。后来,楞次于1834年给出感应电流方向的描述,而诺埃曼概括了他们的结果给出感应电动势的数学公式。
法拉第在电磁感应的基础上制出了第一台发电机。此外,他把电现象和其他现象联系起来广泛进行研究,在1833年成功地证明了摩擦起电和伏打电池产生的电相同,1834年发现电解定律,1845年发现磁光效应,并解释了物质的顺磁性和抗磁性,他还详细研究了极化现象和静电感应现象,并首次用实验证明了电荷守恒定律。
电磁感应的发现为能源的开发和广泛利用开创了崭新的前景。1866年西门子发明了可供实用的自激发电机;19世纪末实现了电能的远距离输送;电动机在生产和交通运输中得到广泛使用,从而极大地改变了工业生产的面貌。
对于电磁现象的广泛研究使法拉第逐渐形成了他特有的"场"的观念。他认为:力线是物质的,它弥漫在全部空间,并把异号电荷和相异磁板分别连结起来;电力和磁力不是通过空虚空间的超距作用,而是通过电力线和磁力线来传递的,它们是认识电磁现象必不可少的组成部分,甚至它们比产生或"汇集"力线的"源"更富有研究的价值。
法拉第的丰硕的实验研究成果以及他的新颖的场的观念,为电磁现象的统一理论准备了条件。诺埃曼、韦伯等物理学家对电磁现象的认识曾有过不少重要贡献,但他们从超距作用观点出发,概括库仑以来已有的全部电学知识,在建立统一理论方面并未取得成功。这一工作在19世纪60年代由卓越的英国物理学家麦克斯韦完成。
麦克斯韦认为变化的磁场在其周围的空间激发涡旋电场;变化的电场引起媒质电位移的变化,电位移的变化与电流一样在周围的空间激发涡旋磁场。麦克斯韦明确地用数学公式把它们表示出来,从而得到了电磁场的普遍方程组——麦克斯韦方程组。法拉第的力线思想以及电磁作用传递的思想在其中得到了充分的体现。
麦克斯韦进而根据他的方程组,得出电磁作用以波的形式传播,电磁波在真空中的传播速度等于电量的电磁单位与静电单位的比值,其值与光在真空中传播的速度相同,由此麦克斯韦预言光也是一种电磁波。
1888年,赫兹根据电容器放电的振荡性质,设计制作了电磁波源和电磁波检测器,通过实验检测到电磁波,测定了电磁波的波速,并观察到电磁波与光波一样,具有偏振性质,能够反射、折射和聚焦。从此麦克斯韦的理论逐渐为人们所接受。麦克斯韦电磁理论通过赫兹电磁波实验的证实,开辟了一个全新的领域——电磁波的应用和研究。1895年,俄国的波波夫和意大利的马可尼分别实现了无线电信号的传送。后来马可尼将赫兹的振子改进为竖直的天线;德国的布劳恩进一步将发射器分为两个振荡电路,为扩大信号传递范围创造了条件。1901年马可尼第一次建立了横跨大西洋的无线电联系。电子管的发明及其在线路中的应用,使得电磁波的发射和接收都成为易事,推动了无线电技术的发展,极大地改变了人类的生活。
1896年洛伦兹提出的电子论,将麦克斯韦方程组应用到微观领域,并把物质的电磁性质归结为原子中电子的效应。这样不仅可以解释物质的极化、磁化、导电等现象以及物质对光的吸收、散射和色散现象;而且还成功地说明了关于光谱在磁场中分裂的正常塞曼效应;此外,洛伦兹还根据电子论导出了关于运动介质中的光速公式,把麦克斯韦理论向前推进了一步。
在法拉第、麦克斯韦和洛伦兹的理论体系中,假定了有一种特殊媒质"以太"存在,它是电磁波的荷载者,只有在以太参照系中,真空中光速才严格地与方向无关,麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式也只在以太参照系中才严格成立。这意味着电磁规律不符合相对性原理。
关于这方面问题的进一步研究,导致了爱因斯坦在1905年建立了狭义相对论,它改变了原来的观点,认定狭义相对论是物理学的一个基本原理,它否定了以太参照系的存在并修改了惯性参照系之间的时空变换关系,使得麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式有可能在所有惯性参照系中都成立。狭义相对论的建立不仅发展了电磁理论,并且对以后理论物理的发展具有巨
『陆』 经典电磁学的历史
19世纪前期,奥斯特发现电流可以使小磁针偏转。而后安培发现作用力的方向和电流的方向,以及磁针到通过电流的导线的垂直线方向相互垂直。不久之后,法拉第又发现,当磁棒插入导线圈时,导线圈中就产生电流。这些实验表明,在电和磁之间存在着密切的联系。法拉第用过的线圈在电和磁之间的联系被发现以后,人们认识到电磁力的性质在一些方面同万有引力相似,另一些方面却又有差别。为此法拉第引进了力线的概念,认为电流产生围绕着导线的磁力线,电荷向各个方向产生电力线,并在此基础上产生了电磁场的概念。
现在人们认识到,电磁场是物质存在的一种特殊形式。电荷在其周围产生电场,这个电场又以力作用于其他电荷。磁体和电流在其周围产生磁场,而这个磁场又以力作用于其他磁体和内部有电流的物体。电磁场也具有能量和动量,是传递电磁力的媒介,它弥漫于整个空间。
19世纪下半叶,麦克斯韦总结了宏观电磁现象的规律,并引进位移电流的概念。这个概念的核心思想是:变化着的电场能产生磁场;变化着的磁场也能产生电场。在此基础上他提出了一组偏微分方程来表达电磁现象的基本规律。这套方程称为麦克斯韦方程组,是经典电磁学的基本方程。麦克斯韦的电磁理论预言了电磁波的存在,其传播速度等于光速,这一预言后来为赫兹的实验所证实。于是人们认识到麦克斯韦的电磁理论正确地反映了宏观电磁现象的规律,肯定了光也是一种电磁波。
经典电磁学或经典电动力学是理论物理学的一个分支,通常被认为包含在广义的电磁学中。它以麦克斯韦方程组和洛伦兹力为基础,主要研究电荷和电流的电磁场及它们彼此的电磁相互作用。当相关尺度和场强足够大以至于量子效应可忽略时(参见量子电动力学),这一套理论能够对电磁现象提供一个非常漂亮的描述。有关经典电磁理论的综述以及物理概念的详细解说可参见费曼、莱顿和桑斯[1];帕诺夫斯基和菲利普[2];以及杰克逊[3] 等人的专著。
经典电磁理论主要发展于19世纪,以詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的成就达到顶峰。关于这部分的历史可参见泡利[4]、惠特克[5]、派斯[6]的有关叙述。
Ribarič和Šušteršič在其著作《守恒律和经典电动力学的未决问题》[7]中基于当前对经典电磁理论的理解,考查了十二个至今尚未解决的电动力学问题;到目前为止,他们研究并引用了1903年至1989年间约240篇参考文献。如杰克逊所言[3],经典电动力学中最显著的问题在于,我们只可能在如下两种有限的情形下得到及讨论基本方程的解:第一种情形为给出电荷和电流的分布,求解激发的电磁场;第二种情形为给出外部的电磁场,求解内部带电粒子和电流的运动。而有时候这两种情形会合二为一,此时的处理方法却只能按次序进行:首先在忽略辐射的情形下确定在外场中带电粒子的运动,然后将运动粒子的轨迹作为辐射源的分布计算电磁辐射。很明显,在电动力学中这种处理手段只能近似正确。进一步来说,虽然麦克斯韦方程组本身是线性的,然而某些电学-力学系统中电荷和电流与它们所激发的电磁场之间的相互作用却无法忽略,对于这类系统我们还不能从电动力学上完全理解。虽然经过了一个世纪的努力,至今人们还没能得到一组能够被广泛接受的描述带电粒子运动的经典方程,同时也没有获得任何有用的实验数据的支持。
『柒』 电学的发展史
1.公元前的琥珀和磁石
古希腊七贤中有一位名叫泰勒斯的哲学家。公元前600年前后,泰勒斯看到当时的希腊人通过摩擦琥珀吸引羽毛,用磁钱矿石吸引铁片的现象,曾对其原因进行过一番思考。据说他的解释是:“万物皆有灵。磁吸铁,故磁有灵。”这里所说的“磁”就是磁铁矿石。希腊人把琥珀叫做“elektron”(与英文“电”同音)。
在东方,据《吕氏春秋》一书记载,中国在战国时期已利用磁石制成指南针,他们在古代用指南针的磁针来辨别方向了。 1. 磁和静电
通常所说的摩擦起电,在公元前人们只知道它是一种现象。很长时间里,关于这一种现象的认识并没有进展。
而罗盘则在13世经就已经在航海中得到了应用。那时的罗盘是把加工成针形的磁铁矿石放在秸秆里,使之能浮在水面上。到了14世纪初,又制成了用绳子把磁针吊起来的航海罗盘。
这种罗盘在1492年哥伦布发现美洲新大陆以及1519年麦哲伦发现环绕地球一周的航线时发挥了重要的作用。
2.雷和静电
在公元前的中国,打雷被认为是神的行为。说是有五位司雷电的神仙,其长者称为雷祖,雷祖之下是雷公和电母。打雷就是雷公在天上敲大鼓,闪电就是电母用两面镜子把光射向下界。
到了亚里斯多德时代就已经比较科学了。认为雷的发生是由于大地上的水蒸气上升,形成雷雨云,雷雨云遇到冷空气凝缩而变成雷雨,同时伴随出现强光。
认为雷是静电而产生的是英国人沃尔,那是1708年的事。1748年,富兰克林基于同样的认识设计了避雷针。
电学的真正开始
1600年,英国物理学家吉伯发现,不仅琥珀和煤玉摩擦后能吸引轻小物体,而且相当多的物质经摩擦后也都具有吸引轻小物体的性质,他注意到这些物质经摩擦后并不具备磁石那种指南北的性质。为了表明与磁性的不同,他采用琥珀的希腊字母拼音把这种性质称为“电的”。吉伯在实验过程中制作了第一只验电器,这是一根中心固定可转动的金属细棒,当与摩擦过的琥珀靠近时,金属细棒可转动指向琥珀。
大约在1660年,德国马德堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机。他用硫磺制成形如地球仪的可转动球体,用干燥的手掌摩擦转动球体,使之获得电。盖利克的摩擦起电机经过不断改进,在静电实验研究中起着重要的作用,直到19世纪霍耳茨和推普勒分别发明感应起电机后才被取代。
18世纪电的研究迅速发展起来。1729年,英国的格雷在研究琥珀的电效应是否可传递给其他物体时发现导体和绝缘体的区别:金属可导电,丝绸不导电,并且他第一次使人体带电。格雷的实验引起法国迪费的注意。1733年迪费发现绝缘起来的金属也可摩擦起电,因此他得出所有物体都可摩擦起电的结论。他把玻璃上产生的电叫做“玻璃的”,琥珀上产生的电与树脂产生的相同,叫做“树脂的”。他得到:带相同电的物体互相排斥;带不同电的物体彼此吸引。
1745年,荷兰莱顿的穆申布鲁克发明了能保存电的莱顿瓶。莱顿瓶的发明为电的进一步研究提供了条件,它对于电知识的传播起到了重要的作用。
差不多同时,美国的富兰克林做了许多有意义的工作,使得人们对电的认识更加丰富。1747年他根据实验提出:在正常条件下电是以一定的量存在于所有物质中的一种元素;电跟流体一样,摩擦的作用可以使它从一物体转移到另一物体,但不能创造;任何孤立物体的电总量是不变的,这就是通常所说的电荷守恒定律。他把摩擦时物体获得的电的多余部分叫做带正电,物体失去电而不足的部分叫做带负电。
严格地说,这种关于电的一元流体理论在今天看来并不正确,但他所使用的正电和负电的术语至今仍被采用,他还观察到导体的尖端更易于放电等。早在1749年,他就注意到雷闪与放电有许多相同之处,1752年他通过在雷雨天气将风筝放入云层,来进行雷击实验,证明了雷闪就是放电现象。在这个实验中最幸运的是富兰克林居然没有被电死,因为这是一个危险的实验,后来有人重复这种实验时遭电击身亡。富兰克林还建议用避雷针来防护建筑物免遭雷击,1745年首先由狄维斯实现,这大概是电的第一个实际应用。
富兰克林联想到往莱顿瓶里蓄电的事,于1752年6月做了一个把风筝放到雷雨云里去的实验。其结果,发现了雷雨云有时带正电有时带负电的现象。这个风筝实验很有名,许多科学家都很感兴趣,也跟着做。1753年7月,俄罗斯科学家利赫曼在实验中不幸遭电击身亡。
通过用各种金属进行实验,意大利帕维亚大学教授伏打证明了锌,铅,锡,铁,铜,银,金,石墨是个金属电压系列,当这个系列中的两种金属相互接触时,系列中排在前面的金属带正电,排在后面的金属带负电。他把铜和锌做为两个电极置于稀硫酸中,从而发明了伏打电池。电压的单位“伏特”就是以他的名字命名的。
19世纪初,正是法国大革命后进入拿破仑时代。拿破仑从意大利归来,在1801年把伏打召到巴黎,让他做电实验,伏打也因此获得了拿破仑授予的金质奖章和莱吉诺-多诺尔勋章。
伏打电池的利用与电磁学的发展
伏打电池发明之后,各国利用这种电池进行了各种各样的实验和研究。德国进行了电解水的研究,英国化学家戴维把2000个伏打电池连在一起,进行了电弧放电实验。戴维的实验是在正负电极上安装木炭,通过调整电极间距离使之产生放电而发出强光,这就是电用于照明的开始。
1820年,丹麦哥本哈根大学教授奥斯特在一篇论文中公布了他的一个发现:在与伏打电池连接了的导线旁边放一个磁针,磁针马上就发生偏转。
俄罗斯的西林格读了这篇论文,他把线圈和磁针组合在一起,发明了电报机(1831年),这可说是电报的开始。
其后,法国的安培发现了关于电流周围产生的磁场方向问题的安培定律(1820年),法拉第发现了划时代的电磁感应现象(1831年),电磁学得到了飞速发展。
另一方面,关于电路的研究也在发展。欧姆发现了关于电阻的欧姆定律(1826年),基尔霍夫发现了关于电路网络的定律(1849年),从而确立了电工学。
『捌』 你了解电磁铁的历史吗写出对电磁发展作出贡献的几位科学家
1822年,法国物理学家阿拉戈和吕萨克发现,当电流通过其中有铁块的绕线时,它能使绕线中的铁块磁化。这实际上是电磁铁原理的最初发现。1823年,斯特金也做了一次类似的实验:他在一根并非是磁铁棒的U型铁棒上绕了18圈铜裸线,当铜线与伏打电池接通时,绕在U型铁棒上的铜线圈即产生了密集的磁场,这样就使U型铁棒变成了一块“电磁铁”。这种电磁铁上的磁能要比永磁能大放多倍,它能吸起比它重20倍的铁块,而当电源切断后,U型铁棒就什么铁块也吸不住,重新成为一根普通的铁棒。
斯特金的电磁铁发明,使人们看到了把电能转化为磁能的光明前景,这一发明很快在英国、美国以及西欧一些沿海国家传播开来。
1829年,美国电学家亨利对斯特金电磁铁装置进行了一些革新,绝缘导线代替裸铜导线,因此不必担心被铜导线过分靠近而短路。由于导线有了绝缘层,就可以将它们一圈圈地紧紧地绕在一起,由于线圈越密集,产生的磁场就越强,这样就大大提高了把电能转化为磁能的能力。到了1831年,亨利试制出了一块更新的电磁铁,虽然它的体积并不大,但它能吸起1吨重的铁块。
这段转引我觉得不错,很符合你的问题,按照历史年代发生的次序来叙述电磁铁的发展史,兼有部分科学家在内,应该对你有用。
『玖』 电磁学发展史
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,如近代磁性材料和磁学技术的发展,新的磁效应和磁现象的发现和应用等等,使得磁学的内容不断扩大,而磁学在实际上也就作为一门和电学相平行的学科来研究。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。这两个实验现象,加上J.C.麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设,奠定了电磁学的整个理论体系,发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。 麦克斯韦电磁理论的重大意义,不仅在于这个理论支配着一切宏观电磁现象(包括静电、稳恒磁场、电磁感应、电路、电磁波等等),而且在于它将光学现象统一在这个理论框架之内,深刻地影响着人们认识物质世界的思想。电子的发现,使电磁学和原子与物质结构的理论结合了起来,H.A.洛伦兹的电子论把物质的宏观电磁性质归结为原子中电子的效应,统一地解释了电、磁、光现象。 和电磁学密切相关的是经典电动力学,两者在内容上并没有原则的区别。一般说来,电磁学偏重于电磁现象的实验研究,从广泛的电磁现象研究中归纳出电磁学的基本规律;经典电动力学则偏重于理论方面,它以麦克斯韦方程组和洛伦兹力为基础,研究电磁场分布,电磁波的激发、辐射和传播,以及带电粒子与电磁场的相互作用等电磁问题,也可以说,广义的电磁学包含了经典电动力学。关于相对论和量子理论对电磁学发展的影响,见相对论电动力学、量子电动力学。 麦克斯韦《电磁论》发表后,由于理论难懂,无实验验证,在相当长的一段时间里并未受到重视和普遍承认。1879年,柏林科学院设立了有奖征文,要求证明以下三个假设:①如果位移电流存在,必定会产生磁效应;②变化的磁力必定会使绝缘体介质产生位移电流;③在空气或真空中,上述两个假设同样成立。这次征文成为赫兹进行电磁波实验的先导。 1885年,赫兹利用一个具有初级和次级两个绕组的振荡线圈进行实验,偶然发现:当初级线圈中输入一个脉冲电流时,次级绕组两端的狭缝中间便产生电火花,,赫兹立刻想到,这可能是一种电磁共振现象。既然初级线圈的振荡电流能够激起次级线圈的电火花,那么它就能在邻近介质中产生振荡的位移电流,这个位移电流又会反过来影响次级绕组的电火花发生的强弱变化。 1886年,赫兹设计了一种直线型开放振荡器留有间隙的环状导线C作为感应器,放在直线振荡器AB附近,当将脉冲电流输入AB并在间隙产生火花时,在C的间隙也产生火花。实际这就是电磁波的产生、传播和接收。 证明电磁波和光波的一致性:1888年3月赫兹对电磁波的速度进行了测定,并在论文《论空气中的电磁波和它们的反射》介绍了测定方法:赫兹利用电磁波形成的驻波测定相邻两个波节间的距离(半波长),再结合振动器的频率计算出电磁波的速度。他在一个大屋子的一面墙上钉了一块铅皮,用来反射电磁波以形成驻波。在相距13米的地方用一个支流振动器作为波源。用一个感应线圈作为检验器,沿驻波方向前后移动,在波节处检验器不产生火花,在波腹处产生的火花最强。用这个方法测出两波节之间的长度,从而确定电磁波的速度等于光速。1887年又设计了“感应平衡器”:即将1886年的装置一侧放置了一块金属板D,然后将C调远使间隙不出现火花,再将金属板D向AB和C方向移动,C的间隙又出现电火花。这是因为D中感应出来的振荡电流产生一个附加电磁场作用于C,当D靠近时,C的平衡遭到破坏。 这一实验说明:振荡器AB使附近的介质交替极化而形成变化的位移电流,这种位移电流又影响“感应平衡器C”的平衡状态。使C出现电火花。当D靠近C时,平衡状态再次被破坏,C再次出现火花。从而证明了“位移电流”的存在。 赫兹又用金属面使电磁波做45°角的反射;用金属凹面镜使电磁波聚焦;用金属栅使电磁波发生偏振;以及用非金属材料制成的大棱镜使电磁波发生折射等。从而证明麦克斯韦光的电磁理论的正确性。至此麦克斯韦电磁场理论才被人们承认。被人们公认是“自牛顿以后世界上最伟大的数学物理学家”。至此由法拉第开创,麦克斯韦建立,赫兹验证的电磁场理论向全世界宣告了它的胜利。