现代通信行业的发展离不开电磁场,无论1G模拟,2G数字,3G宽带,4G LTE还是5G MassiveMIMO, 都是基于电磁波作为最基础的承载形式。话说,有没有将来脱离电磁场?不知量子通信到底能不能发展到民用?
作为时代的最强音,我们一起来回顾一下电磁场的那些牛人牛律们。
一 库仑 VS 库伦定律
他在1785年到1789年之间,通过精密的实验对电荷间的作用力作了一系列的研究,连续在皇家科学院备忘录中发表了很多相关的文章。他在1785年用扭秤推导出两静止电荷间相互作用力的定律(现称库仑定律)。他指出地磁场对磁铁作用的力偶同偏差角的正弦成正比,建立了磁体在磁场中运动方程并根据振动周期求出磁矩。他在电磁学方面的主要著作有《电气与磁性》7卷,1785~1789年出版。国际单位制中电荷[量]的单位库[仑]即以其姓氏命名。
库仑定律(Coulomb's law)是静止点电荷相互作用力的规律。1785年法国科学家C,-A.de库伦由实验得出,真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力同它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上,同名电荷相斥,异名电荷相吸。
二 奥斯特 VS 电磁效应
1820年7月21日,奥斯特写成《论磁针的电流撞击实验》的论文,这篇仅用了4页纸的论文,是一篇极其简洁的实验报告。奥斯特在报告中讲述了他的实验装置和60多个实验的结果,从实验总结出:电流的作用仅存在于载 流导线的周围;沿着螺纹方向垂直于导线;电流对磁针的作用可以穿过各种不同的介质;作用的强弱决定于介质,也决定于导线到磁针的距离和电流的强弱;铜和其 他一些材料做的针不受电流作用;通电的环形导体相当于一个磁针,具有两个磁极,等等——正式向学术界宣告发现了电流磁效应。[3]
奥斯特发现电流磁效应的实验,引起了安培注意,使他长期信奉库仑关于电、磁没有关系的信条受到极大震动,他全部精力集中研究,两周后就提出了磁针转动方向和电流方向的关系及从右手定则的报告,以后这个定则被命名为安培定则。
四 法拉第 VS 电磁感应定律
五 毕奥-萨伐尔定律
毕奥-萨伐尔定律是由H.C.奥斯特实验(见电流磁效应)引起的,这个实验表明,长直载流导线对磁极的作用力是横向力。为了揭示电流对磁极作用力的普遍定量规律,J.B.毕奥和F.萨伐尔认为电流元对磁极的作用力也应垂直于电流元与磁极构成的平面,即也是横向力。他们通过长直和弯折载流导线对磁极作用力的实验,得出了作用力与距离和弯折角的关系。在P.S.M.拉普拉斯的帮助下,经过适当的分析,得到了电流元对磁极作用力的规律。根据近距作用观点,它被理解为电流元产生磁场的规律。
电流元Idl 在空间某点P处产生的磁感应强度 dB 的大小与电流元Idl 的大小成正比,与电流元Idl 所在处到 P点的位置矢量和电流元Idl 之间的夹角的正弦成正比, 而与电流元Idl 到P点的距离的平方成反比。
七 高斯 VS 高斯定律
约翰·卡尔·弗里德里希·高斯(德语:Johann Carl Friedrich Gauß; ,英语:Gauss,拉丁语:Carolus Fridericus Gauss,1777年4月30日-1855年2月23日),生于布伦瑞克,卒于哥廷根。德国著名数学家、物理学家、天文学家、几何学家,大地测量学家。享有“数学王子”的美誉。
八 麦克斯韦方程组