El electromagnetismo ha pasado de ser dos ciencias independientes (electricidad y magnetismo) a una rama completa de la física, basada principalmente en dos importantes descubrimientos experimentales, es decir, el flujo de corriente eléctrica produce efectos magnéticos y cambios en los campos magnéticos. producir efectos eléctricos.
Estos dos fenómenos experimentales, junto con la hipótesis propuesta por J.C. Maxwell de que al cambiar el campo eléctrico se produce un campo magnético, establecieron todo el sistema teórico del electromagnetismo y desarrollaron una tecnología eléctrica y electrónica que ha tenido un impacto significativo en civilización moderna.
La gran importancia de la teoría electromagnética de Maxwell no es sólo que gobierna todos los fenómenos electromagnéticos macroscópicos (incluyendo la electricidad estática, el campo magnético estacionario, la inducción electromagnética, los circuitos, las ondas electromagnéticas, etc.), sino también que unifica fenómenos ópticos en esta teoría Dentro del marco, ha afectado profundamente el pensamiento de las personas en la comprensión del mundo material.
El descubrimiento del electrón combinó el electromagnetismo con la teoría de los átomos y la estructura de la materia. La teoría del electrón de H.A. Lorenz atribuye las propiedades electromagnéticas macroscópicas de la materia al papel de los electrones en los átomos y explica de manera uniforme los fenómenos eléctricos, magnéticos y ópticos.
Estrechamente relacionada con el electromagnetismo está la electrodinámica clásica, y no existe una diferencia de principio en el contenido entre ambas.
En términos generales, el electromagnetismo se centra en el estudio experimental de los fenómenos electromagnéticos, y resume las leyes básicas del electromagnetismo a partir del estudio de una amplia gama de fenómenos electromagnéticos, la electrodinámica clásica se centra en la teoría; Se basa en las ecuaciones de Maxwell y la fuerza de Lorentz, y estudia problemas electromagnéticos como la distribución del campo electromagnético, la excitación, radiación y propagación de ondas electromagnéticas y la interacción entre partículas cargadas y campos electromagnéticos. También se puede decir que el electromagnetismo generalizado incluye la electrodinámica clásica.
Para conocer la influencia de la teoría de la relatividad y la teoría cuántica en el desarrollo del electromagnetismo, véase electrodinámica relativista y electrodinámica cuántica.
La "teoría electromagnética" de Maxwell no ha sido tomada en serio y generalmente no ha sido reconocida durante mucho tiempo debido a su difícil teoría y la falta de verificación experimental.
En 1879, la Academia de Ciencias de Berlín abrió una convocatoria de artículos para probar las siguientes tres hipótesis: ① Si existe una corriente de desplazamiento, definitivamente se producirá un efecto magnético (2) La fuerza magnética cambiante; inevitablemente causan una corriente de desplazamiento en el medio aislante (3) En aire o en vacío, las dos suposiciones anteriores son igualmente ciertas;
Este artículo se convirtió en pionero en los experimentos de ondas electromagnéticas hertzianas.
En 1885, Hertz experimentó con una bobina oscilante con devanados primarios y secundarios. Sucedió que cuando se introdujo una corriente pulsada en la bobina primaria, se generó una chispa eléctrica entre las ranuras en ambos extremos del devanado secundario. Hertz inmediatamente pensó que esto podría ser un fenómeno de resonancia electromagnética.
Dado que la corriente oscilante del devanado primario puede provocar chispas en el devanado secundario, se puede generar una corriente de desplazamiento oscilante en el medio adyacente, lo que a su vez afecta el cambio de intensidad de las chispas en el devanado secundario.
En 1886, Hertz diseñó un oscilador lineal de circuito abierto. Había un hueco en el conductor anular C a modo de inductor, que se colocaba cerca del oscilador lineal AB. Cuando se ingresa una corriente de pulso a AB y se generan chispas en el espacio, también se generan chispas en el espacio de C.
Esto es en realidad la generación, propagación y recepción de ondas electromagnéticas.
Demuestre la coherencia de las ondas electromagnéticas y las ondas luminosas: en marzo de 1888, Hertz midió la velocidad de las ondas electromagnéticas e introdujo el método de medición en el artículo "Sobre las ondas electromagnéticas en el aire y su reflejo": Hertz utilizó ondas electromagnéticas para formar ondas estacionarias La onda mide la distancia entre dos nodos de onda adyacentes (medias longitudes de onda) y luego combina la frecuencia del oscilador para calcular la velocidad de la onda electromagnética.
Clavó un trozo de plomo en la pared de la casa grande para reflejar las ondas electromagnéticas y formar ondas estacionarias.
Utilice un vibrador auxiliar a 13 m como fuente de ondas.
Utiliza una bobina de inducción como detector, moviéndose hacia adelante y hacia atrás en la dirección de la onda estacionaria. El detector no produce chispas en los nodos, pero las chispas producidas son más fuertes en los antinodos.
Este método se utiliza para medir la longitud entre dos nodos para determinar que la velocidad de una onda electromagnética es igual a la velocidad de la luz.
En 1887 se diseñó un "equilibrador inductivo", es decir, en 1886 se coloca una placa de metal D en un lado del dispositivo y luego se aleja C para que no aparezcan chispas en el espacio. , y luego la placa de metal D se mueve en la dirección de AB y C, aparece una chispa eléctrica en el espacio de C.
Esto se debe a que la corriente oscilante inducida en D genera un campo electromagnético adicional que actúa en C. Cuando D se acerca, C El equilibrio se destruye.
Este experimento muestra que el oscilador AB polariza alternativamente el medio cercano, formando una corriente de desplazamiento variable, que a su vez afecta el estado de equilibrio del "equilibrador inductivo C".
Provoca que c produzca chispas eléctricas.
Cuando D se acerca a C, el estado de equilibrio se destruye nuevamente y C genera chispas nuevamente.
Esto demuestra la existencia de una "corriente de desplazamiento".
Hertz también utiliza una superficie metálica para reflejar ondas electromagnéticas en un ángulo de 45°; utiliza un espejo cóncavo de metal para enfocar las ondas electromagnéticas; utiliza una rejilla metálica para polarizar las ondas electromagnéticas; fabricados con materiales no metálicos para refractar las ondas electromagnéticas.
Esto demuestra la exactitud de la teoría electromagnética de la luz de Maxwell.
La teoría del campo electromagnético de Maxwell ha sido reconocida por la gente.
Reconocido como "el mayor físico matemático del mundo desde Newton".
En este punto, la teoría del campo electromagnético iniciada por Faraday, establecida por Maxwell y verificada por Hertz declaró su victoria al mundo.