电磁学论文论文.docx

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1、电磁学论文论文篇一：电磁学论文 闽江学院 本科毕业论文(设计) 题 目电磁学现象及规律探究的概述 学生姓名 江贤晶 学 号11001137 系 别 物理学与电子信息工程系 年 级 级 专 业 物理学 指导教师 李雪梅 职 称 讲 师 完成日期 .11.01.5.20 闽江学院本科毕业论文（设计）诚信声明书 本人郑重声明： 兹提交的毕业论文（设计）电磁学现象及物理规律探究的概述，是本人在指导老师苏启录的指导下独立研究、撰写的成果；论文（设计）未剽窃、抄袭他人学术观点、思想和成果，未篡改研究数据，论文（设计）中所引用的文字、研究成果均已在论文（设计）中以明确的方式标明；在毕业论文（设计）工作过程中

2、，本人恪守学术规范，遵守学校的有关规定，依法享有和承担由此论文（设计）产生的权利和责任。 声明人（签名）：江贤晶 年5月7日 摘要 随着科技日新月异的发展，电磁学走上历史舞台扮演着不可或缺的角色，它的应用已如旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家。本文基于向读者描述传统电磁学的基本内容，致力于对基本概念和基本规律的阐述。本文顺着从电现象引出电磁学规律的主线，从库伦定律发现后为研究方便引入电场和磁场概念讲到电磁波，着重概述电磁学的基础现象和规律，并根据本人的理解向读者讲述电磁学的应用。 关键词：电磁学 电场 磁场 电磁波 Abstract Keywords: 目录 引言 6 一、静电场 1.库伦定律 7

3、 2.电场 7 二、磁场 1.奥斯特实验 9 2.安培环路定理10 3.通电螺线管上的磁场12 5.电磁感应现象12 6.楞次定律14 三、塞曼效应 1.正常塞曼效应15 2.反常塞曼效应16 四、电磁波 1.麦克斯韦方程组 19 3.可见光（光波）22 参考文献?但是，我长期以来为我们实验室寻找天才却从未找到过。不过我看到了许多人，如果他们真能严格要求自己，我想他们已成为有成就的实验哲学家了。” 开尔文勋爵对法拉第非常了解，他在纪念法拉第的文章中说：“他的敏捷和活跃的品质，难以用言语形容。他的天才光辉四射，使他的出现呈现出智慧之光，他的神态有一种独特之美，这有幸在他家里或者皇家学院见过他的任

4、何人都会感觉到的，从思想最深刻的哲学家到最质朴的儿童。” 三. 麦克斯韦的电动力学 麦克斯韦出生于苏格兰爱丁堡的一个名门望族。他从小便显露出出色的数学才能。他在14岁就在英国爱丁堡皇家学会学报上发表数学论文，获得了爱丁堡学院的数学奖。后来，麦克斯韦给英国皇家学会送去了两篇论文，但是皇家学会以“不适宜一个穿夹克的小孩登上这里的讲台”为理由让别人代为宣读论文。1850年，麦克斯韦考入了剑桥大学三一学院，主攻数学和物理。1854年以优异的成绩毕业。1871年回到了母校担任实验物理教授。 法拉第精于实验研究，麦克斯韦擅长于理论分析概括，他们相辅相成，导致了科学上的重大突破。1855年，24岁的麦克斯韦

5、发表了他的论文论法拉第的力线， 对法拉第的力线概念进行了数学分析。1862年，他继续发表了论物理的力线。在这篇论文中，他不但解释了法拉第的实验研究结果，而且还发展了法拉第的场的思想，提出了涡旋电场和位移电流的概念，初步提出了完整的电磁学理论。 1873年，麦克斯韦完成了电磁理论的经典著作电磁学通论，建立了著名的麦克斯韦方程组，以非常优美简洁的数学语言概括了全部电磁现象。这一方程组有积分形式和微分形式。其积分形式有四个等式组成。 ，就是说通过任意闭合曲面的电通量等于它包围住的自由电荷的代数和 ，说明在任何电场中电场强度沿着任意闭合曲线的积分等于通过此闭合曲线包围面积的磁通量随时间变化律的负值。

6、，即在任何磁场中，通过任意封闭曲面的磁通量等于零。 ，说明任何磁场中磁场强度沿着任意闭合曲线的积分等于通过此闭合曲线所包围面积内的全电流。麦克斯韦方程组把电荷、电流、磁场和电场的变化用数学公式全部统一起来了。从该方程组可以知道，变化的磁场能够产生电场，变化的电场能产生磁场，它们将以波动的形式在空间传播，因此麦克斯韦预言了电磁波的存在，并且推导出电磁波传播速度就是光速，因此他也同时说明了光波就是一种特殊的电磁波。这样，麦克斯韦方程组的建立就标志着完整的电磁学理论体系的建立，电磁学通论的科学价值可以与牛顿的自然哲学的数学原理相媲美。 通过麦克斯韦的科学经历，我们可以看到数学在物理学科中的重要作用。

7、麦克斯韦精通数学，他用精确的数学语言把实验结果升华为理论，用数学完美的形式使得法拉第的实验结果更加和谐美丽，显示了数学的巨大威力。 由于没有实验的验证，麦克斯韦理论当时得不到大多数科学家的理解。物理学家劳厄说：“象赫尔姆赫兹和玻尔兹曼这样有异常才能的人为了理解它也需要花几年的力气。”因此，支持他理论的科学家就更加少了。1883年，赫兹注意到一个有关的新研究，有人提出，如果电磁波存在，那么莱顿瓶在振荡放电的时候，应该产生电磁波。1886年，赫兹在进行放电实验时，发现近傍一个没有闭和的线圈也出现了火花，他得到启发，很快制出了可以检测电磁波的电波环。电波环的结构非常简单，在一根弯成环状的粗铜线两端，

8、安上两个金属球，小球间的距离可以进行调整。赫兹经历了无数次失败，不断改变实验设计和装置，反复调整实验仪器。终于观察到，调节电波环的两个金属球之间的间隙，当感应圈两极的金属球之间有火花跳过时，可以使在电波环的间隙处也有火花跳过，这样，他就终于检测到了电磁波。 这也就是电磁学在19世纪的发展简史。电磁学后来的发展在前人的基础上可谓突飞猛进，到今天，生活中很多地方都运用到了它。作为一名电信的学生，电磁学在我们的专业中占有极其重要的地位，我要好好学_，将电磁学更好地运用到实际中，为人们造福。 四麦克斯韦方程组的内容 麦克斯韦在1864年发表的著名论文电磁场的动力学理论一文中提出了一套完整的方程组他最先

9、是以分量形式给出的，而且物理量的名称和符号都与现代采用的不一样经后人加以整理，电磁场的方程得到进一步完善，形成如今称为麦克斯韦方程组的形式 1麦克斯韦方程组的微分形式 篇三：电磁学论文 电磁学论文 唐甜一篇关于磁及电磁作用具体过程的论文 （成都理工大学应用核技术与自动化工程学院学生成都610059） 摘要：磁的本质是电子绕原子核圆周运动作用于以太环境而使以太具有的一种运动形式。这个以太的运动形式能反过来作用于电子从而使电子获得一定的能量。 关键词：运动形式，流圈，前延迟，后延迟 这是我用我所建立的一个物理理论给磁及电磁作用原理的具体本质过程作出的理论解释。还有我建立理论的过程，及这种理论在各种

10、电磁作用原理中的相关解释应用。 首先讲述我是如何建立我的理论。 现在理论物理中的电磁作用理论基础是麦克斯维的电磁变换理论。这个理论可表述为：任意在空间随时间变化的电场可以激发出磁场，而在空间任意随时间变化的磁场也可以激发出电场。这个目前也是光在空间传播的理论基础。对于麦克斯维的电磁变换理论基础本身我认为他使用了这样一个物理或者说是数学模型：一个量的变化引起或者转化为了另一个不同性质的量。使用这样的模型建立一个物理方面的基础理论我认为是不完善或者说是仍然不够本质的。我的理由有两点。第一，一个量的变化引起了或者转化为了另一个不同性质的量应该是有条件的；第二，一个量的变化引起了或者转化为了另一个不同

11、性质的量一定是有一个过程的。而他的电磁变换理论是无条件也无过程的，至少到如今仍然没有，也是无法给出的。或许有人认为这个无条件无过程的理论假设正是电磁原理中不可再深讨的本质基础，那么事实上我更愿意从更为经典的物理角度来建立一个理论并由此来分析现有的几种主要电磁作用原理的本质过程。事实上我就这样建立了一个我认为很好的理论。我在此申明我认为不能够说麦克斯维电磁变换定理是完全正确或错误，而应该说这个理论对于物理而言达到了一个怎 样的本质程度。而我所建立的理论的目的是解释电磁作用更为具体的本质过程。对于迈克斯维电磁定理的那些方程我毫不怀疑它们的正确性，毕竟它们的应用是如此的成功。已经是相当成熟的理论了。

12、而我的理论作用是电磁作用过程的具体化，这与麦克斯维理论本身是没有矛盾的。但这并不代表我的理论及解释工作没必要、没有意义。相反它的意义是非常大的。我认为数学和物理是有着本质上的差别的。他的理论可以说是限于数学上的，对于物理而言仍然是不够本质的。迈克斯维电磁定理的建立更多的是从数学入手并结合物理客观实际而得出的。所以它的实际应用性很强。但反过来对于物理本身而言它是有明显缺陷的。首先由于它的研究方法直接导致了一个问题。那就是将电磁力这个力的作用特殊化了。不光如此，从他的理论我们无法看到物质作用的具体而形象的过程，就是像牛顿力学那样的或者其它更为经典的物理过程。千万不要说这些都无所谓。不同性质的力的统

13、一研究是物理学永远的目标。这些研究更不能只停留在数学层面上。一直以来物理学家试图尽量用原有的经典理论来解释新的物理现象和理论并不是没有道理的。所有物理学理论都应有着本质上的相同。这是对于物理学本身的发展而言的。或许你认为那对应用物理的发展没多大用处，那也是错误的想法。物理学无论本质发展还是数学相关的应用发展都需要物理理论本质性的统一。找到了这些统一性我们就才能接近物理真理。实际的物理应用也才会随之而来。过多的从数学入手显然不能达到这一目标。要解决这一问题是必须要从物理本身入手的。看看现在理论物理的发展就知道了。我认为现在的理论物理简直就是掉进了相对论和量子力学的泥潭了。而没有像牛顿力学那样的本

14、质的发展。相对论和量子力学都是物理学家在用旧的经典理论来解释新的物理现象时才产生的新理论。不可否认它们带来的物理学上的进步。但不论这两种理论体系给物理界带来了怎样的活力和希望。但我看见的却是，这些理论的任何一点进步都像是撕开了物理真理的一座座冰山上的一角。这座冰山还没尽入眼前。却又发现了另一座冰山。人们总是不断发现新的冰山。可是却永远无法看到这些冰山的真面目。原因就是他们在建立物理理论的时候忽略了对物理本性的研究探讨。研究方法过于数学化了。这是现代物理学家不可避免要陷入的误区。原因是因为现代数学的发达。现在大家或许能够体会到物理理论统一目标的重要性了。对于这两种理论体系，我认为它们表明物理学界

15、对物理的理解还是存在明显误区的。也就是说这两种理论的形成形态及好坏不光是目前物理学发展的问题。还应是人为的思想上的误区。这里我谈到了物理理论研究目标和入手的根本方法问题。到此为止，目的在于说明我的理论及解释工作的必要性和意义。下面继续我的理论本身。 首先我的理论实际上是从对光的电磁传播相关理论推敲而来。我认为光的波动能量在空间的传播依然需要依靠介质。而这种充满宇宙大部分（并不一定是整个宇宙）的各个角落的物质就是以太，包括原子的原子核，电子，中子，质子等都处于这样的一个环境中。以太物质的称呼和存在假设其实在国外早就提出过。但后来由于迈克逊莫雷等实验的反面结果而否定。再加上后来麦克斯维电磁理论的发

16、展及成功应用理论物理似乎就彻底抛弃了这个假设。不管现在我再次提出这样的一个假设看起来有多荒谬，我仍然建立了我的理论并以此来解释分析几种主要的电磁作用原理。从结果看我认为这个理论很有前途。相关的论述证明了理论本身的正确性。我认为它还另外揭示了相当重要的东西，能给物理学带来很大的进步。下面正式介绍我的理论的核心内容。 电子绕原子核的空间圆周运动在它所处的以太环境中沿其轨迹留下了一种以太的运动形式。实际上这种运动形式是电子圆周运动作用于以太而形成的，而以太的这种运动形式能反过来作用于电子并使其获得一定的动量。我用图一所示的带有箭头方向的小圈来表示，我将这个小圈叫做流圈。而它就是磁的本质。且它与现有理

17、论中的磁感线表示方法有如图一所示的相对位置对应关系。 图一流圈表示与磁感线表示方法的相对位置关系 如图，磁感线是垂直穿过流圈平面中心的。且垂直指向纸内的穿过逆时针绕行的流圈，相反垂直向纸外的对应着顺时针绕行的流圈。这种流圈与电子相互作用的具体方式就是：不论电子从哪个方向和角度接触流圈，比如在A点相遇，那么电子就会在此处吸收掉流圈的整个或者绝大部分的能量，并获得一个沿着该点与圆的切线方向并与流圈在该点的绕行方向一致的动量。这个动量如图就是AO方向的动量。流圈的大小及能量是可以有差别的。另外组成以太环境的物质成分个体体积应该是比电子小很多的。因为我的流圈理论作用原理是从流体与其之中的物体相互作用的

18、关系原理得来的。也正因此我才将以太的这种运动形式称为流圈。下面就用这个理论来分析几种主要电磁作用的本质原理。 首先是导体在匀强磁场中运动产生电动势的原理。在强度为B的匀强磁场中有垂直于磁感线，长度为D且粗细均匀的导体棒AB。并在与AB，磁感线方向都垂直的方向上作匀速运动。如图二所示。 图二 导体切割磁感线的分析 所谓匀强磁场指流圈或流圈的总体作用效果在空间上的分布一致且均匀。当AB棒水平向右以速度V2移动时。AB棒中的电子与相遇的流圈一定在M点（该流圈最靠左的一点）相 互作用，即与该流圈的最靠左的那个点相互作用。此处说明一下虽然实际上电子能与该流圈左半圆周上的任何一点相互作用。但由于在这些点的

19、作用中，单个电子与其中任意点作用的概率是相同的，所以以多数电子的多次作用后的统计效果来看，这些作用中的水平分量是在以MO直线（o为流圈中心）为中心上下平面完全抵消了的。实际上最后就只剩下了竖直向上的作用效果。所以为了简化分析以后在匀强磁场中讨论物体中总体电子受这种作用的时候我就直接这样来分析。所以当AB棒向左以速度V1水平运动时AB中的电子必然与流圈的N点接触作用并获得一个竖直向下的动量。正是因为电子获得了这些定向动量才在导体棒中形成了电动势。在这种情况下当AB棒水平向右移动时，获得定向动量的电子是由B到A移动的。产生的电动势的正方向就是由A到B的。当导体棒向左移动时就刚好是相反的。电势是由B

20、到A的。对于这种感应电动势的大小UBLVsin，本来我是打算用流圈的这种作用及其公式来重新定义一种磁场强度单位的，因为一方面磁场与电子的相互作用需要流圈与电子的相对运动另一方面这种作用实际上是电子从流圈获能的结果，所以从这里定义磁场强度更为合理些。但实际上现有的UBLVsin本身就是完全符合了这种定义方式的。所以我并没有去改变它，而是继续使用B为磁场强度的单位。对于这个公式简单分析就知道：B越大流圈平面密度就越大，V越大在单位时间内AB棒整体吸收的流圈个数就越多。而Lsin则是AB棒的实际用来吸收流圈的有效长度。且这些量都是直接与感应电动势成正比关系的。它们都直接代表了获能的多少，且都是一次线性关系的。可见这种流圈作用推得的感应电动势方向及大小与现今的理论是完全相同的。 第二个是通电导线在磁场中受力情况的分析。设AB导线处于匀强磁场中，且处于磁场中的长度为d。磁场强度为B，电流为I。如图三所示。 电磁学论文