电与磁的发展史 电与磁( 二 )


导线在磁场中运动的情况,叫做“切割磁力线生电”,也就是“由磁生电” 。它产生电压的方向(电动势的方向),可以用右手的三个手指来判断:伸出你的右手,使大拇指、食指和中指互为直角 。如果拇指代表导线的运动方向,食指代表磁力线由N极到S极的方向,那么,中指就代表电动势的方向 。
这个规律通称右手法则,同样,它与我们前面说过的右手螺旋法则也是统一的,这个道理本身很容易证明,但是因为涉及一些比较复杂的数学概念,我们就不再深入讨论了 。其实物理学里很多问题都是统一的,所以往往我们了解的知识越多,越会感觉到物理学的简单和精炼 。
通过实验还可以知道,即使导体和磁场都不动,只要穿过闭合电路的磁力线数量发生变化,电路中就有电流产生 。这种由于磁力线变化,而在导线内产生电的现象,叫做电磁感应,称电动势(电压)为感应电动势(感应电压),产生的电流叫做感应电流 。
电磁感应现象是英国科学家法拉第于1831年发现的,至今已经成为了现代电工学的基础 。现代一切的发电机都是根据电磁感应制成的 。
导体在磁场中运动时可以产生电流,通电的导线放在磁场里也会导致运动 。由牛顿的三条运动学定律可以知道,静止的物体决不会平白无故地运动,要从静止转为运动状态,必然要受力的作用 。显然,这个力是由磁场产生的 。对于通电的导线而言,这个力叫安培力,安培力与导线中的电流强度、磁场场强和磁场中导线的长度分别成正比 。
感应电动势可以用下列方法产生:
(1)使导体在磁场中做切割磁力线的运动,使磁力线切割导体,如直流发电机 。
(2)移动导线周围的磁场,如交流发电机 。
(3)交变磁场穿过线圈产生感应电动势,如变压器等静止设备 。
电磁感应现象无论在电工技术还是电子技术中,都有着十分广泛的应用 。现实生活中会有五光十色、变化万端的电磁现象 。例如,发电机为什么能发电?变压器为什么能变换电压?感应电动机为什么能转动?收音机的天线为什么能接收电磁波?日光灯为什么要装上一个镇流器?要想回答这一系列的问题,都需要了解电磁感应的有关知识才行 。
不论是物理世界还是磁的世界,它们的内涵都是非常丰富的,它们的应用都是十分广阔的,它们的未来发展也都是充满着美好前景的 。我们生活在物理世界和磁的世界里,既要努力认识它们,更要努力利用和改造它们,以促进科学的进步、社会的发展和人类文明的繁荣昌盛 。
电磁波
电磁波,又称电磁辐射,是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面,有效的传递能量和动量 。电磁辐射可以按照频率分类,从低频率到高频率,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等等 。人眼可接收到的电磁辐射,波长大约在380至780纳米之间,称为可见光 。只要是本身温度大于绝对零度的物体,都可以发射电磁辐射,而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体 。

电与磁的发展史  电与磁

文章插图
电和磁有何关系?
形影不离的电和磁
电磁,在许多人的印象里,电和磁就像是一对相生相成、形影不离的孪生兄弟,也像是一对亲密无间、夫唱妻随的美满佳偶 。说到电,必然也会说到磁;提到磁,自然也离不开电 。如充满宇宙中坦晌的电磁波,它们对于我们来说简直就是如雷贯耳,因为它们对宇宙天体和生命物则信冲质发挥着极为重要的作用,它们就是电性和磁性的统一体 。