电磁波讨论课——类比法.pptx

,14-通信工程4班3组,2,小组成员,组长,组员,组员,组员,组员,组员,组员,邱悦,E-T分支,H-T分支,双T分支,讨论内容,5,库仑定律同时期的电力研究过程,6,模型设计的整体流程,7,1,2,3,卡文迪许的实验,8,9,相应公式,库仑定律的描述,库仑定律（Coulombs 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。,库仑定律,10,11,库仑定律适用于均匀介质中。真空中的库仑力 (d指的是两电荷之间的距离)，k是一个普适常量。根据高斯定理，在均匀无限大介质中，两个点电荷之间的相互作用力的形式与真空的完全一样。因此，库仑定律不仅适用于真空，还适用于介质中。,在库仑定律的常见表述中，通常会有真空和静止，是因为库仑定律的实验基础扭秤实验，为了排除其他因素的影响，是在亚真空中做的。另外，一般讲静电现象时，常由真空中的情况开始，所以库仑定律中有“真空”的说法。实际上，库仑定律不仅适用于真空中，还适用于均匀介质中，也适用于静止的点电荷之间。,适用条件及范围,12,将自罗宾逊以后各次主要实验所得到的偏差值列表如下：,各实验者的实验结果比较,14,15,1820年，奥斯特称之为“电磁学”的新学科诞生了，电转化为磁成为现实，表明电和磁是可以统一的，使“自然力统一的思想”得到了一个例证其次，电流磁效应的发现，表明作用力是一种旋转力，它和力学中力表现出来的形式是不同的，人们认识到一种新的相互作用形式第三，这一发现为制造灵敏电流指示器创造了条件，同时，它本身就包含了未来的电力技术应用的内容。 奥斯特的发现一经传播，到处都在重复这一实验。 1820年9月11日，在法国科学院举办的每周的科学例会上，法国物理学家安培（Andr Marie Ampe，17751201836106）听到了两个月前在哥本哈根发现的这个重要的实验事例，并且看到电流磁效应的演示实验后，对此极感兴趣，立即对它进行研究，仅仅几个星期，便在科学院举办的科学例会连续发表报告，进一步揭示电和磁之间的内在联系。,奥斯特的电流磁效应实验,奥斯特发现了电流的磁效应，把电和磁统一起来。 在19世纪前，人们普遍认为电和磁之间是没有什么关联的 当时德国的自然哲学家们，从另一个角度对电和磁发生了兴趣，即对极化现象感到兴趣，因为这一例子好像表明他们所假定的两个对立极之间的辩证张力或者使杂乱变为有序的力的存在 自然哲学家谢林（FSchelling，17751854）认为宇宙间具有普遍的自然力的统一谢林的思想对他的挚友奥斯特具有深刻的影响，导致奥斯特去研究电和磁之间的联系,16,显示通电导线周围存在着磁场的实验。如果在直导线附近（导线需要南北放置），放置一枚小磁针，则当导线中有电流通过时，磁针将发生偏转。这一现象由丹麦物理学家奥斯特（Hans Christian Oersted,17771851）于1820年7月通过试验首先发现。 奥斯特实验表明通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场.奥斯特实验揭示了一个十分重要的本质电流周围存在磁场，电流是电荷定向运动产生的，所以通电导线周围的磁场实质上是运动电荷产生的。,奥斯特的实验,17,在研究中，我们常常遇到研究对象为微小单元的问题，此时我们可以取小单位物理量为研究对象经行研究，再对其积分，成为宏观量。例如，取电流元作为研究单元可以实现微量元素的宏观化。,毕奥-萨伐尔的研究课题,寻找电流元对磁极作用力的定量规律 认为电流对刺激的作用力是自然界的基本力 受奥斯特横向力的影响，认为每一个电流元对磁极的作用力也垂直于导线与磁极构成的平面,让-巴蒂斯特毕奥,菲利克斯萨伐尔,类比是将一类事物的某些相同方面进行比较，以另一事物的正确或谬误证明这一事物的正确或谬误。这是运用类比推理形式进行论证的一种方法。,19,物理学发展中用到类比法的典型例子,20,磁场和电场一样都是看不见、摸不着的特殊物质，磁场跟电场是否有相似的特性。电场对放入其中的电荷有力的作用及描述这一特性(电场强弱)的物理量电场强度，利用比值方法定义了电场强度EF/q。那么，通过实验发现研究磁场和研究电场类似，若知道放在磁场任何一