米拉波:在电磁学方面做出巨大贡献的科学家

在电磁学方面做出巨大贡献的科学家

亨利·卡文迪什（Henry Cavendish，又译亨利·卡文迪许、亨利·卡文狄西、亨利·卡文迪西，1731年10月10日－1810年2月24日），英国物理学家、化学家。他首次对氢气的性质进行了细致的研究，证明了水并非单质，预言了空气中稀有气体的存在。发现了库仑定律和欧姆定律，将电势概念广泛应用于电学，并精确测量了地球的密度，被认为是牛顿之后英国最伟大的科学家之一。

夏尔·奥古斯丁·德·库仑（Charles Augustin de Coulomb，1736年－1806年），法国物理学家、军事工程师、土力学奠基人。

库仑出生于昂古莱姆，毕业于军事工程学校，在军中服役多年，后因为健康原因被迫退役。有了闲暇的时间，他便开始进行科学研究，著有Theoriedes　Machines　Simples，并因此选为法国科学院院士。于1785年发现，因而以其名命名的一条物理学定律库仑定律。

库仑定律（Coulomb's law），法国物理学家查尔斯·库仑于1785年发现，因而命名的一条物理学定律。库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律。因此，电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史中的一块重要的里程碑。库仑定律阐明，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与距离平方成反比，与电量乘积成正比，作用力的方向在它们的连线上，同号电荷相斥，异号电荷相吸。

库仑（Coulomb）是电量的单位，符号为C。若导线中载有1安培的稳定电流，则在1秒内通过导线横截面积的电量为1库仑。

库仑不是国际单位制基本单位，而是国际单位制导出单位。1库仑=1安培·秒。一个电子所带负电荷量e＝1.6021892×10^-19库仑，也就是说1库仑相当于6.24146×10¹⁸个电子所带的电荷总量。此单位是为纪念物理学家查尔斯·奥古斯丁·库仑而命名的。

亚历山德罗·朱塞佩·安东尼奥·安纳塔西欧·伏特伯爵（Count Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta，1745年2月18日－1827年3月5日），意大利物理学家，因在1800年发展电池而著名。后来他受封为伯爵。

他于1776至1777年间投身化学，研究大气电力（atmospheric electricity）以及执行如在封闭的容器中以电力的火花点燃气体等不同的实验。1779年，他成为帕维亚大学的物理学教授，并在此担当教授二十五年之久。他在1800年前已成功发展出以稳定电流制造、称为伏打堆(voltaic pile)的早期电池。
    1810年，拿破仑有见他对电力学的贡献，册封他为伯爵。科莫当地为他建了一间称作伏打寺的博物馆，展示他实验仪器的原物。

在一根均匀的、温度和宽度恒定的导线上假如有一安培电流流动，那么导线的电阻在一定的距离内可以将1（W）电能转化为热能（1焦耳（J）/秒（s）），这个距离之间的电压差就被定义为一伏特：此单位是以发明电池的意大利物理学家——亚历山德罗·伏特的名字命名的。

伏特是国际单位制中电压的单位，符号V。在国际单位制中安培是基本电学单位，伏特的定义是以安培和力学单位瓦特导出的。 依据国际单位制的基本电学单位安培，伏特定义为：“在载有1A恒定电流的导线上，当两点之间导线上的功率耗散为1瓦（W）(1W=1 焦耳（J）/秒（S）)时，这两点之间的电位差”。

安德烈-马里·安培（André-Marie Ampère，FRS，1775年－1836年），法国化学家，在电磁作用方面的研究成就卓著，对物理学及数学也有重要贡献。电流的国际单位安培即以其姓氏命名。

1820年，奥斯特发现电流磁效应，安培马上集中精力研究，几周内就提出了安培定则即右手螺旋定则。随后很快在几个月之内连续发表了3篇论文，并设计了9个著名的实验，总结了载流回路中电流元在电磁场中的运动规律，即安培定律。1821年安培提出分子电流假设，第一次提出了电动力学这一说法。经典电磁学或经典电动力学是理论物理学的一个分支，通常被认为包含在广义的电磁学中。它以麦克斯韦方程组和洛伦兹力为基础，主要研究电荷和电流的电磁场及它们彼此的电磁相互作用。当相关尺度和场强足够大以至于量子效应可忽略时（参见量子电动力学），这一套理论能够对电磁现象提供一个非常漂亮的描述。

安培对电磁作用的研究，结束了此前电、磁分离的认识，其分子电流假说揭示了磁现象的电本质，为此后电磁学的发展打下了基础。经典电动力学奠基人麦克斯韦对安培工作的评价很高，称安培的研究是“科学史上最辉煌的成就之一”。后人又称安培是“电学中的牛顿”。

安培是电流的国际单位，也是国际单位制七个基本单位之一，简称为安，符号为A，此单位是以法国物理学家安德烈-玛丽·安培的名字命名的。

该单位的定义为：在真空中相距为1米的两根无限长平行直导线，通以相等的恒定电流，当每米导线上所受作用力为2×10^-7N时，各导线上的电流为1安培。

计算公式：1A = 1C/s（在导体截面上每秒通过的电量为一库仑时则通过了一安培电流）比安培小的电流可以用毫安、微安等单位表示。1安(A) = 1000毫安(mA)；1毫安(mA) = 1000微安(μA)。

在电池上常见的单位为 mAH （毫安·小时），例如500mAH 代表这颗电池能够提供 500mA×1hr = 1800库仑的电量，亦即提供一耗电量为 500mA 的电器使用一小时的电量。测量电流大小可使用安培计。

格奥尔格·西蒙·欧姆（Georg Simon Ohm，1789年3月16日－1854年7月6日），德国物理学家。欧姆发现了电阻中电流与电压的正比关系，即著名的欧姆定律；他还证明了导体的电阻与其长度成正比，与其横截面积和传导系数成反比；以及在稳定电流的情况下，电荷不仅在导体的表面上，而且在导体的整个截面上运动。电阻的国际单位制“欧姆”以他的名字命名。

欧姆是电阻值的计量单位（简称为“欧”）；在国际单位制中是由电流所推导出的一种单位，其记号是希腊字母Ω(念作Ohm)。为了纪念德国物理学家格奥尔格·欧姆而命名；他发现了电压和电流之间的关系，1Ω的电阻通过1A的电流会产生1V的压降，这个关系式也称为欧姆定律。

著名的“欧姆定律”发表在1827年的《Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet》（直流电路的数学研究）中，欧姆在书中完整阐述了他的电学理论，给出了理解全书所需的数学背景知识，提出了电路分析中电流、电压及电阻之间的基本关系。虽然欧姆的这本书对电路理论研究和应用影响重大，但是在当时却受到了冷遇，直到1841年最终被皇家学会颁发的科普利奖章（Copley Medal）所承认。欧姆也在1842年成为皇家学会的一名外国会员，1845年成为巴伐利亚科学学会的正式成员。

迈克尔·法拉第（Michael Faraday，1791年9月22日－1867年8月25日），英国物理学家（当时对“物理”的称呼为“自然哲学”），也精于化学，在电磁学及电化学领域有重大贡献。

在1831年，他开始一连串重大的实验，并发现了电磁感应，虽然在福朗席斯科·札德启稍早的工作可能便预见了此结果，此发现仍可称为法拉第最大的贡献之一。这个重要的发现来自于，当他将两条独立的电线环绕在一个大铁环，固定在椅子上，并在其中一条导线通以电流时，另外一条导线竟也产生电流。他因此进行了另外一项实验，并发现若移动一块磁铁通过导线线圈，则线圈中将有电流产生。同样的现象也发生在移动线圈通过静止的磁铁上方时。

他的展示向世人建立起“磁场的改变产生电场”的观念。此关系由法拉第电磁感应定律建立起数学模型，并成为四条麦克斯韦方程组之一。这个方程组之后则归纳入场论之中。

法拉第并依照此定理，发明了早期的发电机，此为现代发电机的始祖。

1839年他成功了一连串的实验带领人类了解电的本质。法拉第使用“静电”、电池以及“生物生电”产生静电相吸、电解、磁力等现象。他由这些实验，做出与当时主流想法相悖的结论，即虽然来源不同，产生出的电都是一样的，另外若改变大小及密度（电压及电荷），则可产生不同的现象。

在他生涯的晚年，他提出电磁力不仅存在于导体中，更延伸到导体附近的空间里。这个想法被他的同侪排斥，法拉第也终究没有活着看到这个想法被世人所接受。法拉第也提出电磁线的概念：这些流线由带电体或者是磁铁的其中一极中放射出，射向另一电性的带电体或是磁性异极的物体。这个概念帮助世人能够将抽象的电磁场具象化，对于电力机械装置在十九世纪的发展有重大的影响。而这些装置在之后的十九世纪中主宰了整个工程与工业界。

1845年他发现了被他命名为抗磁性(diamagnetism)，现在则称为法拉第效应的现象：一个线性极化的光线在经过一物体介质时，外加一磁场并与光线的前进方向对齐，则此磁场将使光线在空间中划出的平面转向。他在笔记本中写下：‘我终于在“阐释一条磁力曲线”，或者说“力线”及“磁化光线”中取得成功。’这个实验证明了光和磁力有所联系。

在对于静电的研究中，法拉第发现在带电导体上的电荷仅依附于导体表面，且这些表面上的电荷对于导体内部没有任何影响。造成这样的原因在于，在导体表面的电荷彼此受到对方的静电力作用而重新分布至一稳定状态，使得每个电荷对内部造成的静电力互相抵销。这个效应称为屏蔽效应，并被应用于法拉第笼上。

他的实验成果后来被詹姆斯·克拉克·麦克斯韦使用，并建立起了现在电磁理论的基础方程式。

法拉第电解定律是法拉第在19世纪前半期通过大量电解实验得出的规律。定律内容为：“物质在电解过程中参与电极反应的质量与通过电极的电量成正比。不同物质电解的质量则正比于该物质的摩尔质量。” 法拉第电解定律适用于一切电极反应的氧化还原过程，是电化学反应中的基本定量定律。

法拉第电磁感应定律是电磁学中的一条基本定律，跟变压器、电感元件及多种发电机的运作有密切关系。定律指出：“任何封闭电路中感应电动势的大小，等于穿过这一电路磁通量的变化率。”此定律于1831年由迈克尔·法拉第发现，约瑟·亨利则是在1830年的独立研究中比法拉第早发现这一定律，但其并未发表此发现。故这个定律被命名为法拉第定律。

詹姆斯·麦克斯韦（James Clerk Maxwell，1831年6月13日－1879年11月5日），英国理论物理学家和数学家。经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。麦克斯韦被普遍认为是对二十世纪最有影响力的十九世纪物理学家。他对基础自然科学的贡献仅次于艾萨克·牛顿、艾尔伯特·爱因斯坦。

麦克斯韦1831年6月13日生于英国爱丁堡，1847～1850年于爱丁堡大学学习。1850～1854年进入剑桥三一学院攻读数学。1856～1860年担任阿伯丁郡的马里查尔学院教授。1860～1865年在伦敦英皇学院执教，并从事气体运动理论的研究。1860年成为英国皇家学会院士。1871年任剑桥大学教授，创建并领导了英国第一个专门的物理实验室卡文迪许实验室。

麦克斯韦的主要贡献是建立了麦克斯韦方程组，创立了经典电动力学，并且预言了电磁波的存在，提出了光的电磁说。麦克斯韦是电磁学理论的集大成者。他出生于电磁学理论奠基人法拉第提出电磁感应定理的1831年，后来又与法拉第结成忘年之交，共同构筑了电磁学理论的科学体系。物理学历史上认为牛顿的经典力学打开了机械时代的大门，而麦克斯韦电磁学理论则为电气时代奠定了基石。1931年，爱因斯坦在麦克斯韦百年诞辰的纪念会上，评价其建树“是牛顿以来，物理学最深刻和最富有成果的工作。

亨德里克·洛伦兹（Hendrik Antoon Lorentz，1853年7月18日－1928年2月4日），荷兰物理学家，他以与彼得·塞曼发现与解释的“塞曼效应理论”获得诺贝尔物理奖，他也推知质量与速度变换方程，后来被用在爱因斯坦狭义相对论中，来描述空间与时间。

1878年，只有24岁的亨德里克·洛仑兹被任命为新成立的莱顿大学理论物理学教授。1878年1月25日，他发表他的就职演讲，题目是有关于中子理论物理学。在莱顿最初的20年期间，洛伦兹感兴趣的主要是用电磁理论来解释电、磁、光的关系。之后，他延伸他的研究领域，同时仍专注于理论物理学。

从他的著作中看来，洛伦兹似乎对力学、热力学、流体力学、动力学理论、固体理论、光和传播有所贡献。他最重的贡献是在电磁、电子理论和相对论这个领域。洛伦兹认为原子可能包括带电粒子，并认为这些带电粒子的振荡原因是来自于光。直到洛伦兹、彼特·塞曼的同事和以前的学生在1896年发现了塞曼效应，洛伦兹的理论便提供了解释。

在1902年，他的实验和理论荣获了诺贝尔物理奖。洛伦兹的名字现在应用在洛伦兹公式、洛伦兹力、洛伦兹分布、洛伦兹变换等学术名词上。

1904年洛伦兹提出了洛伦兹变换和质量与速度关系式。洛伦兹变换是观测者在不同惯性参照系之间对物理量进行测量时所进行的转换关系，在数学上表现为一套方程组。洛伦兹变换因其创立者——荷兰物理学家亨德里克·洛伦兹而得名。洛伦兹变换最初用来调和19世纪建立起来的经典电动力学同牛顿力学之间的矛盾，使麦克斯韦方程组从一个惯性系变换到另一个惯性系时能够保持不变，后来成为爱因斯坦狭义相对论中的基本方程组。

1928年2月4日，洛伦兹在哈勒姆逝世。在葬礼当天，荷兰全国电讯、电话中止3分钟，以哀悼位享有盛誉的科学家。爱因斯坦在悼词中称洛伦兹是“我们时代最伟大、最高尚的人。”为纪念洛伦兹的贡献，荷兰政府决定从1945年起把每年他的生日那天定为“洛伦兹节”。

约瑟夫·约翰·汤姆孙爵士，（Sir Joseph John Thomson，1856年12月18日－1940年8月30日），英国物理学家，电子的发现者。

汤姆孙1856年出生于英格兰的曼彻斯特附近，苏格兰人家庭。他在曼彻斯特的欧文学院学习了工程学，搬到了剑桥大学三一学院。1884年他成为卡文迪许物理学教授，即卡文迪许实验室主任。1890年他与露丝·佩杰特结婚，并养育了两个孩子。他的学生之一是欧内斯特·卢瑟福，卢瑟福于1919年接替汤姆孙就任卡文迪许物理学教授。

受到詹姆斯·克拉克·麦克斯韦工作的影响和X射线的发现，他推导出阴极射线存在于带负电的粒子，他称之为“微粒”，这种微粒现在认识为电子。电子曾经被约翰斯东·斯通尼提出过，作为电化学中电荷的单位，但是汤姆孙认识到电子也是亚原子粒子，这一点是第一次被发现。1897年他的发现为人所知，并在科学圈内引起了轰动，并最终于1906年被授予诺贝尔物理学奖。 极富戏剧性的是，他的儿子乔治·佩吉特·汤姆孙（G.P.Thomson）后来因证实电子是一种波而被授予诺贝尔物理学奖。

阴极射线管（Cathode ray tube，CRT），因为最广为人知的用途是用于构造显示系统，所以俗称 显像管，又称布勞恩管，它是利用阴极电子枪发射电子，在阳极高压的作用下，射向萤光屏，使萤光粉发光，同时电子束在偏转磁场的作用下，作上下左右的移动来达到扫描的目的。早期的 CRT 技术仅能显示光线的强弱，展现黑白画面。而彩色 CRT 具有红、绿色和蓝色三支电子枪，三支电子枪同时发射电子打在屏幕玻璃上磷化物上来显示颜色。由于它笨重、耗电，所以在部分领域正在被轻巧、省电的液晶显示器取代。

最早的阴极射线管是由英国人威廉·克鲁克斯首创，可以发出射线，这种阴极射线管被称为克鲁克斯管。德国人卡尔·费迪南德·布劳恩在阴极射线管上涂布萤光物质，此种阴极射线显像管被称为布劳恩管。

古列尔莫·马可尼（Guglielmo Marconi，1874年4月25日－1937年7月20日），意大利工程师，专门从事无线电设备的研制和改进；1909年诺贝尔物理学奖得主。

1895年春季利用电磁波作通信的试验，但是向意大利政府请求资助未果。1896年在英国进行了14.4公里的通讯试验成功，并取得专利。1897年起又进行了一系列的无线电通信实验，他在伦敦成立马可尼无线电报公司。1901年12月12日，马可尼的研究小组，在纽芬兰接收到从英国发送出来的第一个横跨大西洋的无线电信号。1932年发现高频电磁波。

1968年，为纪念马可尼对广播事业的贡献，并且感谢马可尼无线电报公司于1962年协助香港发展超短波广播，港英政府把九龙塘广播道其中一条支路—高雅道（Clare Road）命名为马可尼道以作纪念。另外，其家乡波隆那的国际机场命名为古列尔莫·马可尼国际机场作为纪念。

1893年，尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）在美国密苏里州圣路易斯首次公开展示了无线电通信。比马可尼要早。 以及亚历山大·波波夫于1895年5月7日在彼得堡物理和化学协会物理学部年会上演示了他制成的一架无线电接收装置－雷电指示器，这一天后来被俄罗斯定为“无线电日”庆祝。俄罗斯人认为他才是无线电的发明人。