电磁学
电磁学是一门研究电荷、电场、磁场和电磁波等物理现象的科学。它的起源可以追溯到古希腊时期,当时人们发现琥珀摩擦后能吸引轻小物体,这是人类对电现象的最早观察。然而,直到16世纪,威廉·吉尔伯特才开始对这种现象进行系统的研究,并将这种现象称为“电”。
在18世纪,本杰明·富兰克林提出了电荷守恒定律,并引入了正负电荷的概念。他还通过实验发现,电荷可以在导体中流动,这就是电流。这个发现为电磁学的发展奠定了基础。
19世纪初,丹麦科学家汉斯·奥斯特发现了电流可以产生磁场,这是电和磁之间的第一个联系。随后,法国物理学家安德烈-马里·安培提出了安培定律,描述了电流如何产生磁场。这两个发现揭示了电和磁之间的内在联系,为电磁学的发展打开了新的大门。
1831年,迈克尔·法拉第发现了电磁感应现象,即在变化的磁场中会产生电动势。这个发现进一步证明了电和磁之间的紧密联系,并为我们提供了一种将机械能转化为电能的方法。
1864年,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出了麦克斯韦方程组,这是描述电磁场基本规律的四个方程。这四个方程不仅总结了之前的所有电磁学理论,还预言了电磁波的存在。1887年,海因里希·鲁道夫·赫兹通过实验证实了电磁波的存在。
电磁学在现代科学技术中的重要性不言而喻。首先,它是电力工程的基础,我们日常生活中的电力供应、电子设备、通信系统等都离不开电磁学。其次,它是无线电技术的基础,包括广播、电视、手机、无线网络等都是电磁波的应用。再次,它是电子学的基础,电脑、雷达、导航系统、医学影像等都离不开电磁学。此外,电磁学还在核技术中发挥着重要作用,例如,核磁共振成像(MRI)就是利用电磁波和磁场对人体进行无损伤的内部结构成像。
总的来说,电磁学是现代科技的基石,它不仅解释了自然界中的许多现象,还为人类的科技进步提供了强大的工具。在未来,随着科技的发展,电磁学的应用将会更加广泛,其重要性也将进一步凸显。
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作者简介
张之翔
张之翔,男,湖北省黄梅县人,1943年秋,取名为张国英,以同等学力考入黄梅县立初级中学。1945年秋,考入江西景德镇天翼中学, 1946年春转入九江中学。1946年秋改名为张之翔,考入九江同文中学。1947年秋到武汉,入临时中学;1948年春,考入武昌育杰中学。1948年秋,考入武汉大学矿冶系。1950年秋,考入清华大学;1952年秋院系调整,随清华大学物理系调入北京大学。
1953年夏北京大学物理系毕业后,留校任教。历任助教、讲师、副教授、教授,前六年教电学实验课和光学实验课,以后讲授普通物理课和理论物理课;在北大教书近四十年,于 1992年底退休。1988年获北大优秀教师奖。1980一1988年任中美联合招收赴美物理研究生考试(CUSPEA)普物阅卷组组长。1984——1989年任全国高校理科教材编审委员会委员。1988—1990年任Aian-Pacic Physic News编辑。1986—2004年任中国物理学会教育委员会国际交流组成员;2004年起任中国物理学会教育委员会物理教育研究协会成员。1994年起任《国家物理学试题库系统》科研课题领导机构成员兼学科专家组成员。
1986年访问过日本。1991—1992年应邀访问过德国十所大学。在国内外学术期刊上发表过七十多篇论文。1978年发表的《塞曼效应的偏振问题》一文, 经云南师范大学和云南天文台用实验验证是正确的;1980年发表的《晶体转动时非常光的轨迹》一文,解决了晶体内非常光线的进行方向问题,被以后的研究者们引用,并被收入《世界学术文库》(华人卷)第二集; 1981年发表的《感觉器官与物理环境》一文,被收入《中国改革开放二十年. (科技论文)卷》;1983年发表的《人类移居异星球问题》一文,被收入 《中国改革二十年》;2002年发表的《对滑动摩擦力做功问题的分析》一文,被收入《中国科技发展精典文库》 (第三辑)、《当代专家论文精选》(第二卷)和《中国改革与发展理论文集》。