电磁学

title: 电磁学与相对论.
content: 电磁学的基本方程序为麦克斯韦方程组,此方程组在经典力学的相对运动转换(伽利略变换)下形式会变,在伽利略变换下,光速在不同惯性座标下会不同。保持麦克斯韦方程组形式不变的变换为洛伦兹变换,在此变换下,不同惯性座标下光速恒定。  二十世纪初迈克耳孙-莫雷实验支持光速不变,光速不变亦成为爱因斯坦的狭义相对论的基石。取而代之,洛伦兹变换亦成为较伽利略变换更精密的惯性座标转换方式。
title: 历史.
title: 历史背景.
content: 静电和静磁现象很早就被人类发现,由于摩擦起电现象,英文中“电”的语源来自希腊文“琥珀”一词。  远在公元前2750年,古埃及人就已经知道发电鱼(electric fish)会发出电击。这些鱼被称为“尼罗河的雷使者”,是所有其它鱼的保护者。大约两千五百年之后,希腊人、罗马人,阿拉伯自然学者和阿拉伯医学者,才又出现关于发电鱼的记载。古代罗马医生Scribonius Largus也在他的大作《Compositiones Medicae》中,建议患有像痛风或头疼一类病痛的病人,去触摸电鳐,也许强力的电击会治愈他们的疾病。阿拉伯人可能是最先了解闪电本质的族群。他们也可能比其它族群都先认出电的其它来源。早于15世纪以前,阿拉伯人就创建了“闪电”的阿拉伯字“raad”,并将这字用来称呼电鳐。  在古希腊及地中海区域的古老文化里,很早就有文字记载,将琥珀棒与猫毛摩擦后,会吸引羽毛一类的物质。公元前600年左右,古希腊的哲学家泰勒斯(Thales, 640-546B.C.)做了一系列关于静电的观察。从这些观察中,他认为摩擦使琥珀变得磁性化。这与矿石像磁铁矿的性质迥然不同;磁铁矿天然地具有磁性[4][8]。泰勒斯的见解并不正确。但后来,科学会证实磁与电之间的密切关系。
title: 近代研究.
content: 1600年英国医生威廉·吉尔伯特发表了《论磁、磁饱和地球作为一个巨大的磁体》(Demagnete,magneticisque corporibus et de magnomagnete tellure)。他总结了前人对磁的研究,周密地讨论了地磁的性质,记载了大量实验,使磁学从经验转变为科学。书中他也记载了电学方面的研究。然而真正对电磁现象的系统研究则要等到十七世纪以后,并且静电学的研究要晚于静磁学,这是由于难以找到一个能产生稳定静电场的方法,这种情况一直到1660年摩擦起电机发明后才开始改变。十八世纪以前,人们一直采用这类摩擦起电机来产生研究静电场,代表人物如本杰明·富兰克林,人们在这一时期主要了解到了静电力的同性相斥、异性相吸的特性、静电感应现象以及电荷守恒原理。
title: 静电学和库仑定律.
content: 库仑定律是静电学中的基本定律,其主要描述了静电力与电荷电量成正比,与距离的平方反比关系。人们曾将静电力与在当时已享有盛誉的万有引力定律做类比,发现彼此在理论和实验上都有很多相似之处,包括实验观测到带电球壳内部的球体不会带电,这和有质量的球壳内部物体不会受到引力作用(由牛顿在理论上证明,是平方反比力的一个特征)的情形类似。其间苏格兰物理学家约翰·罗比逊(1759年)和英国物理学家亨利·卡文迪什(1773年)等人都进行过实验验证了静电力的平方反比律,然而他们的实验却迟迟不为人知。法国物理学家夏尔·奥古斯丁·库仑于1784年至1785年间进行了他著名的扭秤实验,其实验的主要目的就是为了证实静电力的平方反比律,因为他认为“假说的前一部分无需证明”,也就是说他已经先验性地认为静电力必然和万有引力类似,和电荷电量成正比。扭秤的基本构造为:一根水平悬于细金属丝的轻导线两端分别置有一个带电小球A和一个与之平衡的物体P,而在实验中在小球A的附近放置同样大小的带电小球B,两者的静电力会在轻导线上产生扭矩,从而使轻杆转动。通过校正悬丝上的旋钮可以将小球调回原先位置,则此时悬丝上的扭矩等于静电力产生的力矩。如此,两者之间的静电力可以通过测量这个扭矩、偏转角度和导线长度来求得。库仑的结论为:  库仑在其后的几年间也研究了磁偶极子之间的作用力,他也得出了磁力也具有平方反比律的结论。不过,他并未认识到静电力和静磁力之间有何内在联系,而且他一直将电力和磁力吸引和排斥的原因归结于假想的电流体和磁流体——具有正和负区别的,类似于“热质”一般的无质量物质。  静电力的平方反比律确定后,很多后续工作都是同万有引力做类比从而顺理成章的结果。1813年法国数学家、物理学家西莫恩·德尼·泊松指出拉普拉斯方程也适用于静电场,从而提出泊松方程;其他例子还包括静电场的格林函数(乔治·格林,1828年)和高斯定理(卡尔·高斯,1839年)。
title: 对稳恒电流的研究.
content: 十八世纪末,意大利生理学家路易吉·伽伐尼发现蛙腿肌肉接触金属刀片时会发生痉挛,他其后在论文中认为生物中存在着一种所谓“神经电流”。意大利物理学家亚历山德罗·伏打对这种观点并不赞同,他对这种现象进行研究后认为这不过是外部电流的作用,而蛙腿肌肉只是起到了导体的连接作用。1800年,伏打将锌片和铜片夹在用盐水浸湿的纸片中,得到了很强的电流,这称作伏打电堆;而将锌片和铜片浸入盐水或酸溶液中也能得到相同的效果,这称作伏打电池。伏打电堆和电池的发明为研究稳恒电流创造了条件。  1826年,德国物理学家格奥尔格·欧姆从傅立叶对热传导规律的研究中受到启发,在傅立叶的热传导理论中,导热杆中两点的热流量正比于这两点之间的温度差<ref name="ohm"

Summary: 电磁学(英语:electromagnetism)是研究电磁力(电荷粒子之间的一种物理性相互作用) 的物理学的一个分支。电磁力通常表现为电磁场,如电场、磁场和光。电磁力是自然界中四种基本相互作用之一。其它三种基本相互作用是强相互作用、弱相互作用、引力。电学与磁学领域密切相关。电磁学可以广义地包含电学和磁学,但狭义来说是探讨电与磁彼此之间相互关系的一门学科。 英文单词"electromagnetism"是两个希腊语词汇ἢλεκτρον("ēlektron",“琥珀”)和μαγνήτης("magnetic"源自"magnítis líthos"(μαγνήτης λίθος),意思是“镁石”,一种铁矿)的合成词。研究电磁现象的科学是用电磁力定义的,有时称作洛伦兹力,是既含有电也含有磁的现象。

Électromagnétisme: L'électromagnétisme est la branche de la physique qui étudie les interactions entre particules chargées électriquement, qu'elles soient au repos ou en mouvement, et plus généralement les effets de l'électricité, en utilisant la notion de champ électromagnétique. Il est d'ailleurs possible de définir l'électromagnétisme comme l'étude du champ électromagnétique et de son interaction avec les particules chargées. Le terme d"'électromagnétisme" fait référence au fait que les phénomènes électriques et magnétiques ont été vus comme indépendants jusqu'en 1860, quand Maxwell a montré qu'ils n'étaient que deux aspects d'un même ensemble de phénomènes.