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电与磁电与磁

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历史上,电与磁是分别发现和研究的。磁最早是在中国发现的,我国古代科学家因此发明了司南和罗盘。后来,电与磁之间的联系被发现,如奥斯特发现的电流磁效应和安培发现的电流与电流之间相互作用的规律。法拉第提出了电磁感应定律,使得电与磁连成一体。

19世纪中叶,麦克斯韦提出了统一的电磁场理论,实现了物理学的第二次大综合。电磁定律与力学规律有一个截然不同的地方,力学考虑的相互作用是超距的相互作用,没有力的传递问题。而电磁相互作用是场的相互作用。场的效应被突出出来了。电场与磁场不断相互作用造成电磁波的传播,这一点被赫兹在实验室中证实了。电磁波包括无线电波和光波,光学在过去是与电磁学完全分开发展的,麦克斯韦电磁理论建立后,光学也变成了电磁学的一个分支,电学、磁学和光学得到了统一。

这个统一在技术上有重要意义,发电机、电动机几乎都是建立在电磁感应基础上的。电磁波的应用导致现代的无线电技术。直到现在,电磁学在技术上还是起主导作用的一门学问,因此,在基础物理学中电磁学始终保持它的重要地位。电磁学牵涉到在什么参考系统中来看问题,牵涉到运动导体的电动力学问题。在惯性系统中电磁学遵循同一规律,这实际上导致了后来的爱因斯坦狭义相对论。迈克耳孙-莫雷实验表明惯性系中真空光速为不变量,这在19世纪还没能解释清楚,这是19世纪遗留的一个重要问题。