目录

  • 1 稳恒磁场
    • 1.1 磁场和磁感应强度
      • 1.1.1 磁场
      • 1.1.2 磁感应强度(一)
      • 1.1.3 磁感应强度(二)
      • 1.1.4 磁感应强度(三)
    • 1.2 毕奥萨伐定律
      • 1.2.1 毕奥萨伐定律
      • 1.2.2 毕奥萨伐定律应用(一)
      • 1.2.3 毕奥萨伐定律应用(二)
      • 1.2.4 毕奥萨伐定律应用(三)
    • 1.3 磁高斯定理和安培环路定理
      • 1.3.1 磁场的高斯定理
      • 1.3.2 安培环路定理
      • 1.3.3 安培环路定理的应用(一)
      • 1.3.4 安培环路定理的应用(二)
    • 1.4 磁场对运动电荷的作用
      • 1.4.1 磁场对载流导体的作用(一)
      • 1.4.2 磁场对载流导体的作用(二)
      • 1.4.3 磁矩
      • 1.4.4 安培力的功
      • 1.4.5 霍尔效应
  • 2 磁介质
    • 2.1 顺磁性和抗磁性
    • 2.2 磁化强度和磁化电流
      • 2.2.1 磁介质的磁化强度
      • 2.2.2 磁化电流(一)
      • 2.2.3 磁化电流(二)
      • 2.2.4 磁化电流(三)
    • 2.3 介质中的磁场和磁场强度
      • 2.3.1 介质中磁场的高斯定理
      • 2.3.2 介质中磁场的安培环路定理
      • 2.3.3 磁介质的磁化率和磁导率
    • 2.4 铁磁质
    • 2.5 电场和磁场的相对性
  • 3 变化的电磁场
    • 3.1 电磁感应定律
      • 3.1.1 电磁感应现象
      • 3.1.2 法拉第电磁感应定理和楞次定律
      • 3.1.3 电磁感应的应用
    • 3.2 动生电动势
      • 3.2.1 动生电动势
      • 3.2.2 动生电动势的应用
    • 3.3 感生电动势 感应电场
      • 3.3.1 感生电动势
      • 3.3.2 感生电动势的性质
      • 3.3.3 感生电动势的计算(一)
      • 3.3.4 感生电动势的计算(二)
      • 3.3.5 感生电动势的应用
    • 3.4 自感和互感
      • 3.4.1 互感现象
      • 3.4.2 自感现象(一)
      • 3.4.3 自感现象(二)
    • 3.5 电容和电感电路中的暂态电流
      • 3.5.1 RL电路
      • 3.5.2 RC电路
      • 3.5.3 LC电路
      • 3.5.4 LRC电路
    • 3.6 磁场能量
      • 3.6.1 自感磁能
      • 3.6.2 互感磁能
    • 3.7 位移电流
      • 3.7.1 位移电流
      • 3.7.2 全电流
      • 3.7.3 全电流定律
  • 4 电磁波
    • 4.1 电磁波的性质
      • 4.1.1 光速
      • 4.1.2 横波性
    • 4.2 电磁波的能量和动量
      • 4.2.1 能流密度
      • 4.2.2 动量、辐射、压强
    • 4.3 电磁波谱
  • 5 光的偏振
    • 5.1 原子发光
      • 5.1.1 原子发光模型
      • 5.1.2 光波列的频谱宽度
    • 5.2 自然光和偏振光
    • 5.3 偏振片 马吕斯定律
      • 5.3.1 偏振片
      • 5.3.2 马吕斯定律
    • 5.4 反射和折射时光的偏振
      • 5.4.1 布儒斯特定律
      • 5.4.2 偏振片的应用
    • 5.5 双折射现象
      • 5.5.1 双折射现象
      • 5.5.2 寻常光和非寻常光
      • 5.5.3 晶体的主折射率正晶体、负晶体
      • 5.5.4 用惠更斯作图法说明双折射现象(一)
      • 5.5.5 用惠更斯作图法说明双折射现象(二)
    • 5.6 光振动的叠加 波片
      • 5.6.1 玻片(一)
      • 5.6.2 玻片(二)
      • 5.6.3 圆和椭圆偏振光的检偏
    • 5.7 人工双折射旋光
  • 6 光的干涉和衍射
    • 6.1 光波的相干叠加
    • 6.2 双缝干涉
    • 6.3 薄膜干涉
      • 6.3.1 薄膜干涉(一)
      • 6.3.2 薄膜干涉(二)
      • 6.3.3 相干条件
    • 6.4 薄膜的等倾干涉
      • 6.4.1 等倾干涉(一)
      • 6.4.2 等倾干涉(二)
      • 6.4.3 增透膜增反膜
    • 6.5 薄膜的等厚干涉
      • 6.5.1 劈尖干涉(一)
      • 6.5.2 劈尖干涉(二)
      • 6.5.3 牛顿环
    • 6.6 偏振光的干涉
      • 6.6.1 偏振光的干涉(一)
      • 6.6.2 偏振光的干涉(二)
    • 6.7 光栅干涉
      • 6.7.1 光的衍射
      • 6.7.2 惠更斯夫琅禾费衍射
      • 6.7.3 单缝夫琅禾费衍射(一)
      • 6.7.4 单缝夫琅禾费衍射(二)
      • 6.7.5 单缝夫琅禾费衍射(三)
      • 6.7.6 双缝夫琅禾费衍射(一)
      • 6.7.7 双缝夫琅禾费衍射(二)
    • 6.8 夫琅禾费衍射
      • 6.8.1 光栅衍射(一)
      • 6.8.2 光栅衍射(二)
      • 6.8.3 光栅衍射(三)
      • 6.8.4 光栅分辨本领
    • 6.9 夫琅禾费圆孔衍射
  • 7 量子光学基础
    • 7.1 热辐射
    • 7.2 普朗克的能量子假说
    • 7.3 光电效应和康普顿散射
    • 7.4 氢原子理光谱 玻尔理论
  • 8 量子力学基础
    • 8.1 德布罗意物质波
      • 8.1.1 德布罗意物质波假设
      • 8.1.2 德布罗意波的实验验证
    • 8.2 波函数
      • 8.2.1 波函数的统计解释
      • 8.2.2 波粒二象性
      • 8.2.3 态叠加原理
    • 8.3 不确定性关系
      • 8.3.1 位置和动量的不确定关系
      • 8.3.2 不确定关系与粒子的零点能
      • 8.3.3 能量和时间的不确定关系
    • 8.4 薛定谔方程
      • 8.4.1 薛定谔方程的建立
      • 8.4.2 定态薛定谔方程
    • 8.5 力学量算符的本征值问题
    • 8.6 薛定谔方程的应用
      • 8.6.1 一维无限深势阱(一)
      • 8.6.2 一维无限深势阱(二)
      • 8.6.3 一维谐振子
      • 8.6.4 一维散射
      • 8.6.5 扫描隧穿显微镜
    • 8.7 氢原子量子理论
      • 8.7.1 氢原子的薛定谔方程
      • 8.7.2 氢原子的量子数、能量和角动量
      • 8.7.3 塞曼效应
      • 8.7.4 氢原子的径向波函数
      • 8.7.5 氢原子的角向波函数
    • 8.8 电子自旋 泡利不相容原理
      • 8.8.1 电子自旋
      • 8.8.2 泡利不相容原理
  • 9 阅读
    • 9.1 阅读
电磁感应定律


法拉第定律最初是一条基于观察的实验定律。后来被正式化,其偏导数的限制版本,跟其他的电磁学定律一块被列麦克斯韦方程组的现代赫维赛德版本。

法拉第电磁感应定律是基于法拉第于1831年所作的实验。这个效应被约瑟·亨利于大约同时发现,但法拉第的发表时间较早。

见麦克斯韦讨论电动势的原著。

于1834年由波罗的海德国科学家海因里希·楞次发现的楞次定律,提供了感应电动势的方向,及生成感应电动势的电流方向。

提出问题

1820年H.C.奥斯特发现电流磁效应后,有许多物理学家便试图寻找它的逆效应,提出了磁能否产生电,磁能否对电作用的问题。

研究

1822年D.F.J.阿拉果和A.von洪堡在测量地磁强度时,偶然发现金属对附近磁针的振荡有阻尼作用。

1824年,阿拉果根据这个现象做了铜盘实验,发现转动的铜盘会带动上方自由悬挂的磁针旋转,但磁针的旋转与铜盘不同步。稍滞后,电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象,但由于没有直接表现为感应电流,当时未能予以说明。

定律提出

1831年8月,法拉第在软铁环两侧分别绕两个线圈,其一为闭合回路,在导线下端附近平行放置一磁针,另一与电池组相连,接开关,形成有电源的闭合回路。实验发现,合上开关,磁针偏转;切断开关,磁针反向偏转,这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流。法拉第立即意识到,这是一种非恒定的暂态效应。紧接着他做了几十个实验,把产生感应电流的情形概括为5 类:变化的电流 ,变化的磁场,运动的恒定电流,运动的磁铁,在磁场中运动的导体,并把这些现象正式定名为电磁感应。进而,法拉第发现,在相同条件下不同金属导体回路中产生的感应电流与导体的导电能力成正比,他由此认识到,感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的,即使没有回路没有感应电流,感应电动势依然存在。

后来,给出了确定感应电流方向的楞次定律以及描述电磁感应定量规律的法拉第电磁感应定律。(其公式并非法拉第亲自给出)并按产生原因的不同,把感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种,前者起源于洛伦兹力,后者起源于变化磁场产生的有旋电场。

法拉第的实验表明,不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生。这种现象称为电磁感应现象,所产生的电流称为感应电流。

法拉第根据大量实验事实总结出了如下定律:

电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。

感应电动势用ε表示,即ε=nΔΦ/Δt

这就是法拉第电磁感应定律。

电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它揭示了电、磁现象之间的相互联系。法拉第电磁感应定律的重要意义在于,一方面,依据电磁感应的原理,人们制造出了发电机,电能的大规模生产和远距离输送成为可能;另一方面,电磁感应现象在电工技术、电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。人类社会从此迈进了电气化时代。