1、電磁學之發(fā)展與世界之電化上傳：jsyctzj作者：不詳【此文在內地多處都有，皆注作者不詳。經查詢，作者應為國立大學物理學系陳滌清教授，此文是其開設的“物理概念之發(fā)展 2003”課程講義之一部分。字里行間體現了一種科學與人文的真正融合，也見得科學之真趣。反觀自己，不由一聲嘆息。該課程還有其它一些更為有趣的內容，欲知詳情，可.cc/Development/0HeaderConc htm?！空含F代人的生活，似乎離不開電。物理概念的發(fā)展而言，更有趣的，也更重要的是；人們怎么會從不知道用電，一步一步，變成了有了用電的能力，終于到了離不開它的地步。這段歷史，也最能鮮明地描繪出：以理解大自

2、然為目標的科學研究，對全人類可能（但不必然）產生的巨大影響。：電磁學 發(fā)展 世界電化一、前言、電視、計算機、電冰箱，樣樣現代人的生活，似乎離不開電。電燈、都是生活必須用品。一旦停電，日子不知怎么過。但世界上第一個有規(guī)模的發(fā)電廠（尼水力發(fā)電廠，顯示了當時電力的需求已漸普遍）開動，不過是 1896，距今只有一百多年。(電視連續(xù)劇大宅門描寫清末電燈、初到城的情形，相當有意思。)一百多，上大部份的人的生活，從幾乎沒有電器用品，到充滿了電器用品，這變化不但是巨大得令人難以想象，并且深入到生活、感情，所有的人生面向。舉個有詩意的例子：愛情上受挫折是古今中外詩歌中最常見的題材。古詩中固然有怨恨變心的，但也很

3、常見的是所愛之人遠在他鄉(xiāng)，衷情難訴，以致相思甚苦。例如：古詩十九首采之欲誰遺，所思在遠道。長相思天長路遠魂飛苦等等。如今的流行歌曲中，第二種越來越少，第一種卻很多。今日機、等等，使距離不再成為談情說愛變心。這也顯示了，要了解古人，就要從古人當時的情境來看的，但卻防不了才能妥切。也許，很多人有知道奇的發(fā)明。但從物理概念的發(fā)展而言，更有趣的，也更重要的是；人們怎么會從不知道用電，一步一步，變成了有了用電的能力，終于到了離不開它的地步。這段歷史，也最能鮮明地描繪出：以理解大自然為目標的科學研究，對全人類可能（但不必然）產生的巨大影響。二、古代的電磁觀察與應用1936 年，考古學家在附近挖出了一些銅罐

4、，罐中鋪了瀝青，瀝青上插著鐵條。在大約同一地點，還發(fā)掘出了一些鍍金物品。有研究者便認為這些銅罐就是巴比倫人發(fā)明的電池，而鍍金物（如果是電鍍）是這些東西確是電池之元前 2000 年以上的。而這些東西，其年代有早到公比倫人領先了近代電池(伏特，1793)與電鍍(1800-35)，將近四千年。如果這是真別的文明在電磁方面就沒有這樣可驚的成績了。古希臘人發(fā)現了琥珀、毛皮等摩擦可以生電，至今英文 Electricity 的字根，尚是希臘文的琥珀。但對他們說來，天上的雷電，仍然是大神的脫手。很早就知道天然磁石會吸鐵，帶電物會吸小物體（東漢王充 27-97論衡電磁力之記述：介，引針），以及利用磁針導航，甚至

5、對磁偏角有所記述(，1600)。磁針導航這技術，傳到西方，促成了西方的大探險時代(15-16 世紀。1492發(fā)現美洲，1498 達伽馬繞過好望角到達，1519-22環(huán)繞世界一周，稱為三大航海。他們都用磁針羅盤。)也引起了十八世紀以后的義。殖這些電磁的觀察與應用，可以使感嘆古人之智能，特別是巴比倫電池。但巴比倫電池即使是事實，對日后電磁學發(fā)展，卻沒影響。摩擦生電與磁性現象卻在停滯千余年之后，在十八世紀的西歐，成為電磁學發(fā)展的出發(fā)點。三、電之捕捉與定律十七世紀末(1684 年)，其自然哲學之數學原理。從此，研究自然界之力之種種，成為物理學之中心課題，一直到今天。但這本書太成功了，力學的現象，從天上

6、行星之運轉，到地面蘋果，似乎它都能精準描述。然而，此書中只有一種力：萬有引力。也知道自然界絕不止這一種力，例如，打破了，碎片不可能湊起來就合而為一，可見原來把各部份連一塊的力不是萬有引力；萬有引力太微弱，以使物體聚合成形。故以后，要做有性的研究，莫過于研究萬有引力之外的力。電與磁都會產生力，而且比萬有引力大很多。（如果兩塊磁鐵，吸在一起，使其相聚之力是磁力，就可以分分合合。）因此，十八世紀的歐洲，很多人在研究電與磁。特別是電，更富性。因為電這個東西，雖然摩擦兩個適當的物體，就能產生。帶電物體會吸小紙片，有時還會在處冒火花，好玩得很。(當時，還有人發(fā)明了摩電器。)但是，卻不容易駕馭，一不就被它溜

7、掉。1734 年，法國人（Charles-Francois du Fay，1696-1739），玩來玩去，玩出心得。他發(fā)覺不管是用什么東西摩出來的，電只有兩種。名之為玻璃電與樹脂電。只有不同類的電，相互靠近時才會相吸或冒火花，同類的不但不冒火花，還會相斥。他又發(fā)明了一個器具：密封的玻璃瓶中，一根金屬棒，瓶內的一端，掛上兩片金箔；瓶外的一端，做成一個小球。帶電的物體靠近小球時，金箔就會張開。這些，今日看來都沒不起，但在電還是神出鬼沒的時候，這是不簡單的成就。了然而，每次玩電，都要從頭摩起，相當煩人。1745 年，荷蘭大學教授(Petrus van Musschenbrock，1692-1761)

8、，根據(E. G. Kleist, 1700-48)發(fā)明的儲電器，了瓶。這也是一個玻璃瓶，內外壁上各貼一圈錫箔紙。內壁可以充電（把摩擦來的電碰觸而輸進去），這些電很久都不會跑掉。如果用兩根金屬線，把內外相連，兩金屬線的縫隙中就可以產生火花。今日來看，瓶不過是個簡單的電容器，但當時極受歡迎。瓶子越做越大，火花也更壯觀。，電到一下可不是好玩的(也有人特意去嘗一下被電的滋味)。這可以說這是人類馴服電的開始（姑且不算巴比倫），但也開始領教了電的。十八世紀初，還是歐洲的化外之地，文化，更無所謂科學。波士頓的一個做肥皂與蠟燭的工匠，十七個中的第十個，有成，文采斐然。與歐洲，特別是英國的科學家，保持通信。他

9、從英國進口儀器開始，研究電學而成名，到后來被英國學院選為。在的獨立中，他以著名科學家的，出使法國，立下大功。也在(1776)上簽名，成為1709-1790)。的開國元勛之一。他就是鼎鼎大名的(Benjamin Frlin，1752 年，他在大雷雨中放風箏，把天上的電，收到瓶中。從此證明了天上的電，與摩擦出來的電是一樣的；一般人所怕的雷，聲勢嚇人，其實并不可怕，傷人破屋的是電。進一步，他就發(fā)明了避雷針：建筑物上裝一根金屬針，通到，屋中的人就不怕雷了，因為電就會被導入。（新英格蘭有一教堂中的牧師，認為避雷針保護好人，也保護，有礙上帝的意旨，故在講道中大加譴責。不料沒幾天，教堂受到雷擊，塌了一角，只

10、好也裝上避雷針。）此外，他注意到了兩種電有相互扺消的現象，所以他建議把玻璃電與樹脂電改名為正電與負電（模擬于正數與負數之相互扺消）。的正負電命名，沿用至今，但是卻有些不幸。因為常用的金屬導線中的都是電子，而電子上所帶的電，卻被命名為負電。以致電線中的電流若是向左，其中電子其實是向右跑。正數與負數之相互扺消這事中，含有量的關系（+3,-3 可以相消，+3,-2 就消不干凈。）電荷量之測定，卻要歸功于法國人(Charles Augustin Coulomb, 1736- 1806)。(也有人得到類似的結果，但以他的最早，影響也最大。)(1789)出身兵工軍官，早年在洲駐扎時，把身體搞壞，回國做研究

11、。法國后退隱家園。他發(fā)現了用細長繩索吊掛一根細棍，細棍兩端對稱以維持水平。兩端若受水平方向之微力，則以的繩索之以平衡之。這扭稱(torbalance)可以做很精準的力的測量(至今尚是的測量微小力的最精準工具，但這種實驗都是很難做的)。在 1785-91，他用這工具，反復測量，終于發(fā)現了定律:電荷與電荷之間，同性相斥，異性相吸。其力之方向在兩電荷間之聯機上。其大小與電荷間之距離之平方成反比，而與兩電荷量之大小成正比。這是電學以數學來描述的第一步。請注意：(1) 此定律用到了之力之觀念。(若無對力之闡述，很難想象此定律是何形式)。這成了力學中一種新的力。其與萬有引力有相同之處，如：與距離之平方成反

12、比；亦有不同，如：可以相吸，亦可以相斥。(2) 這定律成了靜電學(即電荷個課題必然是它。時之各種現象)之基礎。如今所有電磁學，第一(3) 這也是電荷若干時，稱之為一的來源。例如：兩個相同之電荷，相距一公尺，若其相斥之力為。原理上，這若干可以任意選定，所以電荷有好幾種。但今日公制(MKSA)的做法，卻是先決定電流(理由見后)，再以一之電流一秒中的累計量為一，再間接決定這若干=9109。(4) 這 9109，相當于九十萬公噸的重力靜電力強大的可怕。雖然也可以說一的電荷太大，但無論如何，正負電相消的趨勢是很強的。日常的物體中，雖然電荷很多，但幾乎都抵消的干干凈凈，呈現電中性的狀態(tài)。必須花功夫（如摩擦

13、）才能使其呈現帶電狀。而且，一不小必就又跑去中和掉，所以難以駕馭。因此，雖然定律描述電荷時的狀能十分精準，單獨的定律的應用卻不容易。以靜電效應為主的復印機，靜電除塵、靜電喇叭等，發(fā)明年代也在 1960 以后，距定律之發(fā)現幾乎近兩百年?，F在用的電器，絕大部份都靠電流，而沒有電荷(甚至接地以免產生多余電荷)。也就是說，正負電仍是抵消，但相互移動。河中沒水，不可能有水流；但電線中電荷為零，卻仍然可以有電流！四、從伏特電池、定律到電報、：雷雨時的閃電，或瓶的火花放電，都是瞬間的事。電雖然在動，但是太快了，很難去研究電流的效果。電池可以供應長時間的電流（直流電）。因此，電池的發(fā)明是電磁學上的大事。這也就

14、是為什么巴比倫電池這樣令人驚訝。十八世紀歐洲人到處掠奪殖民地。當時也沒保護生態(tài)觀念，殖民地出產的珍禽異獸，一股腦捉回家去。亞馬遜河出產一種電魚，能發(fā)出瞬間強電，電暈小動物。當然，電魚也被捉回了歐洲。這引起了不少人研究動物電的，也就是動物的身體如何發(fā)電。1780 年，意大利波隆大學教授（Luigi Galvani, 1737 - 1789 ）發(fā)現了用電擊死蛙之腿，可引起效果。而蛙腿夾在不同金屬（如銅、鋅）間則可發(fā)出電來。與他認為這是動物電1793 年，的朋友，比薩大學教授伏特(Alexandro G.A.A. Volta, 1745 -1827)把一塊鋅板，一塊銅板放到舌頭上下，而用銅絲將兩板連

15、結，他發(fā)覺舌頭會感到咸味，而銅絲中有電流現象（如: 可使蛙腿）。但他發(fā)覺這與動物電無干，因為若不用舌頭，而用一片浸過堿水的紙板夾在銅、鋅之間，也可生電流。而且，如果用多重的鋅、紙、銅、鋅、紙、銅、，會得到更明顯的電流(蛙腿不止)。這就是最早（如果不算巴比倫）的電池(堿性電池)。有了穩(wěn)定的電源，電流的研究與應用才能展開。電壓是因紀念他的功勞而命名的。伏特(volt) 就這種伏特堆(Voltaic pile)，很快仿效，越做越大(可以表演連續(xù)火花)，以后又有人加以改良，越做越精致。直到現在，改良電池還是一門專業(yè)的學問。在伏特電池發(fā)明后沒多久，就有人發(fā)現電流可以從溶液中通過。1800 年，英國 Wi

16、lliamNicholson (1753-1815) 與Anthony Carlisle (1768-1840)，發(fā)現了電解現象，例可以被通過的電流被分解為氫與氧。此為電在化合中作用之線索，亦為電解、電鍍之原理。但是把電鍍技術改善到可以應用，則要到 1835 年的德國人西門子（Ernst W.弟 William, 后來成為英國爵士，兄弟創(chuàng)辦西門子公司，至今物如果真是四千年前的電鍍做成的，實在令人驚嘆。，1816-1892，其。）巴比倫的鍍金然而，怎樣定量(測定電流的大小)，還是不容易，當時有人想了各種方法（如利用電線之發(fā)熱），又難又。電與磁之間，很早便被認為有些關連。記載中，有一間鐵鋪被雷電，

17、鋪器都生了磁性。十八世紀以后，很多人在研究放電現象時，都注意到附近的磁針會動。1820 年，(H. C. Oersted, 1777-1851) 在丹麥大學教授時表演電流生熱，發(fā)現一根導線中的電流，會使附近的磁針偏向垂直方向，也就是電流可以產生磁力；越大的電流，這種現象越明顯，而且，這種現象，不受紙板間隔的影響。這發(fā)現立時引起了很多人的。，便有人把導線繞成很多重的線圈，只要很小的電流，就能產生很大的磁力。線圈電流固可使小磁針轉動，但如果是一個固定的大磁鐵，線圈也會反向而動。同年，德國人 Christoph Schweigger(1779-1850)與 Johann C. Poggendorff

18、，就用這方成電流計。從此，電流成為物理（或工業(yè)）中測定最方便的量之一。這也就是為什么在公制中，先訂電流，再訂電量之原因。法國物理學家(Andre Marieere, 1775-1836) 立刻想到：所有磁性的來源，或許都是電流。他在 1820 年，聽到實驗結果之后，兩個之內，便開始實驗。五個月內，便證明了兩根通電的導線之間也有吸力或斥力。這就是電磁學中第二個最重要的定理安培定律：兩根平行的長直導線中皆有電流，若電流方向相同，則相吸引。反之，則相斥。力之大小與兩線之間距離成反比，與電流之大小成正比。（今這稱為也寫下了兩小段電流作用力之量化描述，可以計算各種形狀的電流間之力。如沙伐定律。Jean-

19、Baptiste Biot, 1774-1862, Felix Savart 1791- 1841 兩人與幾乎同時進行類似的實驗）。公制中，用定律以定義電流：兩個平行之同向同大小之電流，相距一公尺，若其相吸之力為 210-7/公尺時，稱之為一。這電流在使用上有其方便，例如一百瓦的電燈中的電流大約一。這 210-7/公尺是很小的，故平常在兩根電線中，相互之力不太容易察覺。但做成線圈后，可以產生很大的力。以后，又證實了通了電流的筒狀線圈之磁性，與磁鐵棒完全一樣。故他提出假說：物質之磁性，皆是由物質內的電流而引起的。這使磁性成為電流的生成物。（這也解釋了為什么磁鐵沒有單極的）。他后來被譽為電磁學的始

20、祖(電與磁從此在物理中是分不開的)。他的名字，也成了電流的。早慧，但一生不幸。（童時親見其父在法國時上斷頭臺，娶妻，但又早逝）。在聽到 Oersted 之發(fā)現后，立刻電流與電流之間必有力在，洞察力驚人。這個發(fā)現，在應用上極為重要。它提出了用電流而發(fā)出動力，使物體動起來的方法，準確而可靠。因此，它是電流計(以及各種)、電馬達、電報，之原理。特別是電報，在 1835 年以后就成了新興事業(yè)，大賺其錢。然而，在開始時，也有人對這些新玩意感到恐懼而抗拒。（例如：對電磁學也有貢獻的大數學家Karl F. Gauss, 1777 - 1855。）電報業(yè)風光了一百多年。時至今日，通訊發(fā)達以后，電報業(yè)就沒落了。

21、定律之后，電磁學理論與應用之發(fā)展可以說。1825 年，英 WilliamStrugeon (1783-1850)發(fā)明電磁鐵，使這種作用力更方便有效。1826 年，德 University ofCologne 的數學教授歐姆(Gee S. Ohm, 1789- 1854)，了歐姆定律，厘清了電壓、電流、電阻間的關系(V=iR)。這個定律是以后所有電路理論的開端。但他發(fā)現了歐姆定律后，反而被而辭職，失業(yè)了好幾年后他才另外找到工作。電流消耗能量的關系式，則要到 1839年，才被英國的焦耳(James Prescott Joule, 1818-69)確定（焦耳定律 P=i2R）。這成為以后電力的計價基

22、礎。十九世紀的，挾其地大物博之優(yōu)勢，發(fā)展極快。人好新奇，敢，在電器的發(fā)明上，領先全世界。人(Joseph Henry, 1799-1878)，原在一個鄉(xiāng)下學校教書，并做研究（當時在這是少見的）。1829 年，他改良電磁鐵，發(fā)明電報的原理。(據說他比法拉第更早一年發(fā)現電感現象，但未)。后來他轉往 New Jersey College(以后的 PrincetonUniversity)任教。1835 年，(Samuel F.B. Morse, 1791-1872)，發(fā)明了畫家電碼（Morse Code），制成了電報的第一個原型。從此，電報開始發(fā)展成新興工業(yè)。1854-58 年，英國 Univ. of

23、 Glasgow 的凱爾文（William Thomson，后來封爵 Lord Kelvin, 1824-1907），研究越洋電纜理論，促成G. Bell,1874-1922 )發(fā)明之電訊。他也因此發(fā)財。1876 年，人貝爾(Alexander。貝爾的家傳技藝是 audiology(幫助聾啞的技術)。他發(fā)明后成為巨富，熱心公益。他的公司，至今地紐芬蘭。晚年他宣稱討厭，隱居東北極寒之焦耳、凱爾文現在的名氣，多因其熱學上的成就，(焦耳之熱功當量，凱爾絕對溫標)。而且，他們合作，發(fā)現了氣體膨脹時，溫度下降（Joule- Thomson Effect），這是冷凍機原理。但這發(fā)明當時英國的工業(yè)界不感因越

24、洋電纜。焦耳較早。凱爾文 1892 之封爵，也是為什么冷凍機原理當時引不起英國工業(yè)界的？為什么用途廣泛的電馬達（其原理只是定律）沒有很早的發(fā)展？其中重要原因之一是這些都要大量的電力，而當時還沒有一個便宜的發(fā)電方法（電池發(fā)電太貴了）。因此，用電量較小的通訊器材（電報、），就率先發(fā)達。對當時的一般民眾而言，生活中用電還是少見的事。電報是緊急時才用的，而也數才裝得起。要等發(fā)電機成功之后，用電量大的器材，才能發(fā)展。而電器之普及，也才能實現。五、法拉第定律與發(fā)電機：公認的實驗天才法拉第 (Michael Faraday, 1791-1867)是倫敦一位鐵匠之子。少年時在一家書店做學徒。當時Royal I

25、nstitute）的(Sir Humphrey Davy, 1778-1829)。法拉第去認真聽講，并做了完為了教育大眾(也為了爭取經費)，舉辦了一系列的通俗整的筆記，裝訂成冊。以后他便以這一套筆記，受到賞識，被聘為的助理(1812)。，他在實驗方面的才能，便來，成為的得力助手。退休以后，他被任命為(1821)。是電解(1807 年發(fā)現了鈉與鉀)。法拉第早年是的助手，他對電解有很周密的研究。他發(fā)現了通電量與分解量有一定的關系，并且與被分解的元原子量有一定的關系。由此，可以大致導致兩個結論：(1) 每個原子中有一定的電含量（以今日而言，是一定的電子數）。（2）原子在化合時，這些電量起了作用，而通

26、電可使化合物分解。因此，尋求的分子中的化合之力，必與電有關。（此想法在 1807 年由進一步加以驗證，至今尚是正確的。）提出，法拉第法拉第少年失學，缺少科學方面的正式訓練，這是他的缺點，但也可能是他的優(yōu)點。他不長于數學，但有極強的直感。他在電與磁的直感的基礎是場與力線概念。的萬有引力定律提出之初，受到很多質疑。其中之一是：很多人認為，兩個相距遙遠的物體，無所媒介，而相互牽引，是不可置信的（連本人對此也有所猶疑）。但是由于萬有引力之大獲成功，這種超距力的概念，便被普遍接受了。電磁學中的庫倫、等力之觀念，起始時亦是這種超距力。前一百年的英國人特(William Gilbert, 1540-1603

27、)是在一世的御醫(yī)。他的一本論磁(De Magnete,1600) 是有系統(tǒng)地研究電磁現象的第一本書（大部份說磁，因其在當時比較有用），其重要性是揚棄了磁性之神秘色彩，以一種客觀的自然現象來描述之。特之論磁中曾提出力線之觀念。這就是說：磁性物質發(fā)出一種力線，其它磁性物質遇到了這力線便受到力之作用。這樣就避過了超距力的反。(a)力線不斷、不裂、不交叉打結，但可以有起頭與終止。例如：電場之力線由正電荷發(fā)出，由負電荷接受。力線的數量與電荷之大小成正比。（磁場以磁北極為正，磁南極為負。）(b)力線像有彈性的線，在空中互相排斥又盡量緊繃。其密度與施力之大小成正比。(c)力線有方向性，電力線之方向是對正電荷

28、之施力方向（負電受力方向相反），在磁力線是對磁北極之施力方向（磁南極受力方向相）。法拉第則更進一步，提出了場的概念：空中任意一點，雖然空無一物，但有電場或磁場之存在，這種場可使帶電或帶磁之物質受力。而力線則是表現場的一種方式。但是，法拉第的場觀念，當時也受到質疑與。最重要的理由是這觀念不及超距力之精確。把場觀念精確化，數學化的是后來的威。他對電磁學最重要的貢獻是電感之發(fā)現。有磁性的磁鐵，可以使附近的無磁性的鐵棒磁化。根據的發(fā)現，通了電流的筒狀線圈的磁性與磁鐵棒相同，實驗上它也可以使其附近的無磁性的鐵棒磁化。法拉第就想：是否也可以用通了電流的筒狀線圈來引起其附近另一個筒狀線圈中的電流？他 182

29、4 年開始做實驗，起初找不到什么結果。直到 1831 年，他用了四百多英尺的電線做了兩個互相套合的線圈，才在無意中發(fā)現：在第一線圈中的電流關掉的瞬間，第二線圈中有瞬間的電生，甚至冒火花。他繼續(xù)研究，發(fā)現第一線圈中的電流有變化時，第二線圈中才有電流。而第一線圈中的電流變化越快，第二線圈中的電流越拉第接著又發(fā)現，一個移動的磁鐵或通了電流的筒狀線圈，也可以使附近的線圈中，產生感應電流。這就是電磁學中第三個最重要的法拉第定律。這個定律與、都不同；它是動態(tài)的。第一線圈中的電流變化越快，第二線圈中的電流越大。（這是變壓器原理）。或磁鐵、有電流的筒狀線圈，移動得越快，第二線圈中的電流也越大。這就是發(fā)電機(把

30、動能化成電能)的原理。法拉第也知道他這發(fā)現的重要。發(fā)現之后，舉辦成果展覽。英國財政大臣也來參到助手們表演火花放電以娛倫敦民眾，不太高興，便問法拉第：你花了這：You will tax it!(你會有一天抽它的稅)。么多錢，就為了表演？法拉第冷冷地回答了法拉第做了一輩子研究，退休時(1855)兩袖清風，不知何去何從(當時沒有退休金制度)。英女皇則早準備了房子、俸及封爵，給他一個驚喜。法拉第接受了房子及俸，堅辭封爵。但是，實用的發(fā)電機卻不是那么簡單，法拉第定律之后五十年才在做出來。(Thomas A. Edison, 1847-1931)號稱發(fā)明大王，擁有（或共享）的專人利，有 1093 項，至今

31、無人打破。其中包括電燈、等等，對電化世界有決定性影響。1879 發(fā)明的白熾電燈(以碳化為燈絲)，造成轟動，是第一個人人都感到非要不可的電器。但他在發(fā)電機的競爭上，卻輸給了對手?？赡艿脑蚴撬珗?zhí)著于直流電（他甚至宣揚交流電危害人類）。以法拉第定律而言，交流發(fā)電機的制作比較順理成章，而且，交流電才能使用變壓器，利于長途輸電。他的競爭對手是西屋(Gee Westinghouse, 1846 -1914) 與特斯拉(Nicola Tesla, 1856-1943, 也有 700 項專利，包括變壓器、日光燈，交流電馬達)。特斯拉年輕時從匈牙利，先在手下做事，但他熱心做交流電，與不合，辭職后去挖溝。后來

32、輾轉被西屋雇用。1882 年，特斯拉制成第一部交流發(fā)電機。他們對交流電機之發(fā)展，使西屋公司成為電機工業(yè)之百年重鎮(zhèn)。1896 尼瀑布水力發(fā)電開始。世界的電化，從此展開。但電磁學的故事，還沒有完。六、威與無線電威（James Clerk Maxwell, 1831-1879）則是長于數學與法拉第之實驗天才對比，的理論物理學家的典型。他生于蘇格蘭的一個小康之家。自幼便充份顯示了數學之才能。他先在與(Aberdeen)大學任教，以后轉往。在物理中，今日重要性，幾可、等量齊觀。但生前，威并不受其故鄉(xiāng)蘇格蘭之歡迎（愛丁堡大學不大學則受到重用，出任 Cavendish Laboratory 的要他，死時亦未

33、有公開之表揚）。他在首任。他在 1855 年，了法拉第之力線一文，受到將退休的法拉第的鼓勵。1862 年，他由理論推導出：電場變化時，也會感應出磁場。這與法拉第的電感定律相對而相成，合稱電磁交感。此后他了電磁場的動態(tài)理論（A Dynamic Theory of ElectromagneticField, 1867），電磁論(Treatise on Electricity and Magnetism, 1873)，其重要性可以與的自然哲學的數學原理相提并論。通過了數學（主要是向量分析），威寫下了著名的威方程式，。其中最重要的是不但完整而精確地描述了所有的已知電磁場之現象，而且有新的電磁波：(1)由于電磁交感，故電磁場可以在真空中以波的形式傳遞。(2)計算之結果，這波之速度與光速一致，故光是一種可見的電磁波。(3)這種波亦攜帶能量、動量等，并且遵從守恒律。(1884 波印亭定理，英 John HenryPoynting ,1852-1814 是威的學生，他推