电的应用涉及两大发明:发电机和电动机。发电机将其他能源转变为电能,电动机将电能转变为机械能,推动机器。而这两种机器工作的基本原理都是建立在电磁学理论之上的。因此,发电机和电动机都是在搞清楚电磁原理之后发明的。
最开始时候人们认为电和磁是两个完全不同的现象。电和磁的关系,是被丹麦物理学家汉斯-奥斯特偶然发的。1820年,在给学生上完课收拾仪器,无意间发现通电的导线旁边的磁针会改变方向,发现了电流的磁场效应,这成了后来电动机的工作原理。
把电磁关系的研究推向高潮的是法拉第,他的研究成果是发现了磁生电现象,也就是变化的磁场会产生电场,为发电机的发现提供了基础。但遗憾的是,天才的法拉第没有受过高等教育,他数学不好,没有办法将理论向前推进。
他的成果后来被麦克斯韦应用,从而建立起了现代的电磁学理论。在电学方面,理论大厦最终由英国著名科学家麦克斯韦完成。如果要问英国在牛顿之后第二个伟大科学家是谁,恐怕就要属麦克斯韦了。
麦克斯韦用数学公理化的方法将安培、法拉第、亨利等人的电磁理论系统化,把电、磁和光用一组方程式统一起来。这项成就是继牛顿力学之后,物理学的第二次大统一。爱因斯坦称赞麦克斯韦是对二十世纪最有影响力的十九世纪物理学家。
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