电磁发展史上体现的科学精神

作者: ${content.author} 时间:2021-09-13 浏览量:7,769

同学们,大家好。在我们的生活中,电磁学无处不在,大到电磁起重机、磁悬浮列车,小家用电器,教室墙上悬挂的电铃都属于电磁学的范畴。而在18世界末期,电学和磁力学都有了很大的发展,而且电和磁之间的联系却还没有被真正的发现。到了19世纪,科学家们初步认识到了电磁学的神奇魅力,无数科学家投入研究,为后期电磁学的发展奠定了基础。其中最重要的四个人物,他们都是谁?又为电磁学的发展做出了哪些巨大贡献?伴随着今天主题辅导,让我们一起来了解一下吧!

第一位出场的人物是丹麦物理学家——奥斯特,奥斯特从年轻时就一直坚信电磁之间一定有某种关系,1820年4月,在他的一次讲座中,他重复了之前做过的一个实验,发现电流接通的时候,小磁针偏转了一下。奥斯特惊喜万分,在又做了60次实验验证之后,奥斯特在人类历史上首次发现了电磁现象,这一发现瞬间轰动了整个欧洲科学界。奥斯特不顾一切的探求真相,让我们看到了他勇于探索的科学精神

我们面前的这个展项—电流通过时会产生磁场就是以电磁线圈通电产生磁力为理论基础的,还原了奥斯特电流磁效应实验。它分为手摇发电机、线圈和小钢珠、铜屑这几个部分组成。当我们转动发电机发电,在发电机发电的同时移动线圈,可以看到小钢珠被吸得移动了,而铜屑则没有任何反应。我们看到的这种现象说明发电时产生了磁场。但奥斯特无法解释其中的玄妙,于是第二个重要人物出场了,他是法国物理学家——安培。

安培一直认为电和磁之间不可能相互作用,直到1820年,他得知了奥斯特所发现的电磁现象后,受到了极大的震动,但他勇于打破自己原有的认知,迅速开展研究,第二天便重复出了奥斯特的实验结果,安培有着良好的数学基础,于是他利用数学知识进行分析,几周之内便提出了著名右手螺旋定则,即安培定则。

我们可以通过这件“电流驱动磁铁”来认识一下安培的伟大发现。展品的中央放置了一个两极颜色分别为红、绿的磁铁,在它的周围是三个通电线圈。每按下一个按钮,就会发现磁铁的绿色磁极会向着按钮方向的线圈转动,最终指向线圈的中心。这是因为线圈在有直流电通过时,会产生恒定的磁场。我们可以依据“安培定则”,伸出右手,我握紧四指,伸开大拇指,那四指就是代表电流通过的方向;拇指就是磁场的北极方向。此时的线圈就可以看成是一块磁铁,这块等效的“磁铁”与悬在中央的磁铁的同名磁极间相互排斥、异名磁极间相互吸引,这就出现了原本静止在中央的磁铁转动的现象。人们为了纪念安培做出的贡献,将电流强度单位定为安培,大家都知道,电流大小的测量是依靠电流表来完成的,而第一台测量电流大小的仪器就是安培发明的。

当年奥斯特的发现电流磁效应的新闻引起了我们今天第三位人的极大兴趣——法拉第。法拉第想要解决的问题是:通电线圈可以产生磁场,那反过来,磁场是否也能产生电流呢?法拉第进一步发现,当把普通的条形磁铁在线圈中拿进拿出时,只要磁铁在线圈中移动就会产生电流。知道了这些,我再来看下第三件展项“线圈中的磁铁”,它真实地还原了法拉第的伟大发现。当我们利用手轮转动磁铁会发生什么?展品产生了电流,当我们用手柄推动磁铁,将磁铁完全置于线圈中,对比下前后的不同,我们会发现这样产生电流的效果更理想。总结起来,导体均匀地在磁场中切割磁力线会产生电流,这就是“电磁感应”原理。

法拉第的一生,是在逆境中奋斗的一生,因为家境贫寒,只学会读书写字的法拉第就失学了,在一家印刷厂当装订工,法拉第就利用业余时间读装订的书籍,学到不少的科学知识,也让法拉第迷上了科学研究。为了能够从事科学相关的工作,他去实验室刷瓶子,什么辛苦的工作都可以做,并且不计报酬,终于成为了化学家戴维的助手。法拉第经历的这些苦难让他养成不不惧失败,不向困难低头的性格。

奥斯特、安培、法拉第三位电磁学的奠基人,历经百年辉煌,接力完成了电磁学理论的构建,成为人类电磁时代的开拓者,推动人类进入了电磁时代。他们每一个人,都有着自己鲜明的精神和特质。这些品质,历久弥坚,是历史的沉淀,是人类进步的财富,谱写了百年尺度的辉煌画卷。这些品质,穿越百年,同样感召着今天的我们,同学们,我们在新时代的征程上,也要像他们一样一心向学、不断进取,凝聚科学本源,追求极致。同学们,我的讲解到此结束,我们下次再见!


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