在電磁學方面做出巨大貢獻的科學家

在電磁學方面做出巨大貢獻的科學家

亨利·卡文迪什（Henry Cavendish，又譯亨利·卡文迪許、亨利·卡文狄西、亨利·卡文迪西， 1731年10月10日 － 1810年2月24日 ），英國物理學家、化學家。他首次對氫氣的性質進行了細緻的研究，證明了水并非單質，預言了空氣中稀有氣體的存在。發現了庫侖定律和歐姆定律，将電勢概念廣泛應用于電學，并精确測量了地球的密度，被認為是牛頓之後英國最偉大的科學家之一。

夏爾·奧古斯丁·德·庫侖（Charles Augustin de Coulomb，1736年－1806年），法國物理學家、軍事工程師、土力學奠基人。

庫侖出生于昂古萊姆，畢業于軍事工程學校，在軍中服役多年，後因為健康原因被迫退役。有了閑暇的時間，他便開始進行科學研究，著有Theoriedes　Machines　Simples，并因此選為法國科學院院士。于1785年發現，因而以其名命名的一條物理學定律庫侖定律。

庫侖定律（Coulomb's law），法國物理學家查爾斯·庫侖于1785年發現，因而命名的一條物理學定律。庫侖定律是電學發展史上的第一個定量規律。因此，電學的研究從定性進入定量階段，是電學史中的一塊重要的裡程碑。庫侖定律闡明，在真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力與距離平方成反比，與電量乘積成正比，作用力的方向在它們的連線上，同号電荷相斥，異号電荷相吸。

庫侖（Coulomb）是電量的單位，符号為C。若導線中載有1安培的穩定電流，則在1秒内通過導線橫截面積的電量為1庫侖。

庫侖不是國際單位制基本單位，而是國際單位制導出單位。1庫侖=1安培·秒。一個電子所帶負電荷量e＝1.6021892×10^{-19庫侖，也就是說1庫侖相當于6.24146×1018個電子所帶的電荷總量。此單位是為紀念物理學家查爾斯·奧古斯丁·庫侖而命名的。}

亞曆山德羅·朱塞佩·安東尼奧·安納塔西歐·伏特伯爵（Count Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta， 1745年2月18日 － 1827年3月5日 ），意大利物理學家，因在1800年發展電池而著名。後來他受封為伯爵。

他于1776至1777年間投身化學，研究大氣電力（atmospheric electricity）以及執行如在封閉的容器中以電力的火花點燃氣體等不同的實驗。1779年，他成為帕維亞大學的物理學教授，并在此擔當教授二十五年之久。他在1800年前已成功發展出以穩定電流制造、稱為伏打堆(voltaic pile)的早期電池。
1810年，拿破侖有見他對電力學的貢獻，冊封他為伯爵。科莫當地為他建了一間稱作伏打寺的博物館，展示他實驗儀器的原物。

在一根均勻的、溫度和寬度恒定的導線上假如有一安培電流流動，那麼導線的電阻在一定的距離内可以将1（W）電能轉化為熱能（1焦耳（J）/秒（s）），這個距離之間的電壓差就被定義為一伏特：此單位是以發明電池的意大利物理學家——亞曆山德羅·伏特的名字命名的。

伏特是國際單位制中電壓的單位，符号V。在國際單位制中安培是基本電學單位，伏特的定義是以安培和力學單位瓦特導出的。 依據國際單位制的基本電學單位安培，伏特定義為：“在載有 1A恒定電流的導線上，當兩點之間導線上的功率耗散為1瓦（W）(1W=1 焦耳（J）/秒（S）)時，這兩點之間的電位差”。

安德烈-馬裡·安培（André-Marie Ampère，FRS，1775年－1836年），法國化學家，在電磁作用方面的研究成就卓著，對物理學及數學也有重要貢獻。電流的國際單位安培即以其姓氏命名。

1820年，奧斯特發現電流磁效應，安培馬上集中精力研究，幾周内就提出了安培定則即右手螺旋定則。随後很快在幾個月之内連續發表了3篇論文，并設計了9個著名的實驗，總結了載流回路中電流元在電磁場中的運動規律，即安培定律。1821年安培提出分子電流假設，第一次提出了電動力學這一說法。經典電磁學或經典電動力學是理論物理學的一個分支，通常被認為包含在廣義的電磁學中。它以麥克斯韋方程組和洛倫茲力為基礎，主要研究電荷和電流的電磁場及它們彼此的電磁相互作用。當相關尺度和場強足夠大以至于量子效應可忽略時（參見量子電動力學），這一套理論能夠對電磁現象提供一個非常漂亮的描述。

安培對電磁作用的研究，結束了此前電、磁分離的認識，其分子電流假說揭示了磁現象的電本質，為此後電磁學的發展打下了基礎。經典電動力學奠基人麥克斯韋對安培工作的評價很高，稱安培的研究是“科學史上最輝煌的成就之一”。後人又稱安培是“電學中的牛頓”。

安培是電流的國際單位，也是國際單位制七個基本單位之一，簡稱為安，符号為A，此單位是以法國物理學家安德烈-瑪麗·安培的名字命名的。

該單位的定義為：在真空中相距為 1米的兩根無限長平行直導線，通以相等的恒定電流，當每米導線上所受作用力為2×10^{-7N時，各導線上的電流為1安培。}

計算公式： 1A = 1C /s（在導體截面上每秒通過的電量為一庫侖時則通過了一安培電流）比安培小的電流可以用毫安、微安等單位表示。1安(A) = 1000毫安(mA)；1毫安(mA) = 1000微安(μA)。

在電池上常見的單位為 mAH （毫安·小時），例如500mAH 代表這顆電池能夠提供 500mA×1hr = 1800庫侖的電量，亦即提供一耗電量為 500mA 的電器使用一小時的電量。測量電流大小可使用安培計。

格奧爾格·西蒙·歐姆（Georg Simon Ohm， 1789年3月16日 － 1854年7月6日 ），德國物理學家。歐姆發現了電阻中電流與電壓的正比關系，即著名的歐姆定律；他還證明了導體的電阻與其長度成正比，與其橫截面積和傳導系數成反比；以及在穩定電流的情況下，電荷不僅在導體的表面上，而且在導體的整個截面上運動。電阻的國際單位制“歐姆”以他的名字命名。

歐姆是電阻值的計量單位（簡稱為“歐”）；在國際單位制中是由電流所推導出的一種單位，其記号是希臘字母Ω(念作Ohm)。為了紀念德國物理學家格奧爾格·歐姆而命名；他發現了電壓和電流之間的關系，1Ω的電阻通過 1A 的電流會産生1V的壓降，這個關系式也稱為歐姆定律。

著名的“歐姆定律”發表在1827年的《Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet》（直流電路的數學研究）中，歐姆在書中完整闡述了他的電學理論，給出了理解全書所需的數學背景知識，提出了電路分析中電流、電壓及電阻之間的基本關系。雖然歐姆的這本書對電路理論研究和應用影響重大，但是在當時卻受到了冷遇，直到1841年最終被皇家學會頒發的科普利獎章（Copley Medal）所承認。歐姆也在1842年成為皇家學會的一名外國會員，1845年成為巴伐利亞科學學會的正式成員。

邁克爾·法拉第（Michael Faraday， 1791年9月22日 － 1867年8月25日 ），英國物理學家（當時對“物理”的稱呼為“自然哲學”），也精于化學，在電磁學及電化學領域有重大貢獻。

在1831年，他開始一連串重大的實驗，并發現了電磁感應，雖然在福朗席斯科·劄德啟稍早的工作可能便預見了此結果，此發現仍可稱為法拉第最大的貢獻之一。這個重要的發現來自于，當他将兩條獨立的電線環繞在一個大鐵環，固定在椅子上，并在其中一條導線通以電流時，另外一條導線竟也産生電流。他因此進行了另外一項實驗，并發現若移動一塊磁鐵通過導線線圈，則線圈中将有電流産生。同樣的現象也發生在移動線圈通過靜止的磁鐵上方時。

他的展示向世人建立起“磁場的改變産生電場”的觀念。此關系由法拉第電磁感應定律建立起數學模型，并成為四條麥克斯韋方程組之一。這個方程組之後則歸納入場論之中。

法拉第并依照此定理，發明了早期的發電機，此為現代發電機的始祖。

1839年他成功了一連串的實驗帶領人類了解電的本質。法拉第使用“靜電”、電池以及“生物生電”産生靜電相吸、電解、磁力等現象。他由這些實驗，做出與當時主流想法相悖的結論，即雖然來源不同，産生出的電都是一樣的，另外若改變大小及密度（電壓及電荷），則可産生不同的現象。

在他生涯的晚年，他提出電磁力不僅存在于導體中，更延伸到導體附近的空間裡。這個想法被他的同侪排斥，法拉第也終究沒有活着看到這個想法被世人所接受。法拉第也提出電磁線的概念：這些流線由帶電體或者是磁鐵的其中一極中放射出，射向另一電性的帶電體或是磁性異極的物體。這個概念幫助世人能夠将抽象的電磁場具象化，對于電力機械裝置在十九世紀的發展有重大的影響。而這些裝置在之後的十九世紀中主宰了整個工程與工業界。

1845年他發現了被他命名為抗磁性(diamagnetism)，現在則稱為法拉第效應的現象：一個線性極化的光線在經過一物體介質時，外加一磁場并與光線的前進方向對齊，則此磁場将使光線在空間中劃出的平面轉向。他在筆記本中寫下：‘我終于在“闡釋一條磁力曲線”，或者說“力線”及“磁化光線”中取得成功。’這個實驗證明了光和磁力有所聯系。

在對于靜電的研究中，法拉第發現在帶電導體上的電荷僅依附于導體表面，且這些表面上的電荷對于導體内部沒有任何影響。造成這樣的原因在于，在導體表面的電荷彼此受到對方的靜電力作用而重新分布至一穩定狀态，使得每個電荷對内部造成的靜電力互相抵銷。這個效應稱為屏蔽效應，并被應用于法拉第籠上。

他的實驗成果後來被詹姆斯·克拉克·麥克斯韋使用，并建立起了現在電磁理論的基礎方程式。

法拉第電解定律是法拉第在19世紀前半期通過大量電解實驗得出的規律。定律内容為：“物質在電解過程中參與電極反應的質量與通過電極的電量成正比。不同物質電解的質量則正比于該物質的摩爾質量。” 法拉第電解定律适用于一切電極反應的氧化還原過程，是電化學反應中的基本定量定律。

法拉第電磁感應定律是電磁學中的一條基本定律，跟變壓器、電感元件及多種發電機的運作有密切關系。定律指出：“任何封閉電路中感應電動勢的大小，等于穿過這一電路磁通量的變化率。”此定律于1831年由邁克爾·法拉第發現，約瑟·亨利則是在1830年的獨立研究中比法拉第早發現這一定律，但其并未發表此發現。故這個定律被命名為法拉第定律。

詹姆斯·麥克斯韋（James Clerk Maxwell， 1831年6月13日 － 1879年11月5日 ），英國理論物理學家和數學家。經典電動力學的創始人，統計物理學的奠基人之一。麥克斯韋被普遍認為是對二十世紀最有影響力的十九世紀物理學家。他對基礎自然科學的貢獻僅次于艾薩克·牛頓、艾爾伯特·愛因斯坦。

麥克斯韋 1831年6月13日 生于英國愛丁堡，1847～1850年于愛丁堡大學學習。1850～1854年進入劍橋三一學院攻讀數學。1856～1860年擔任阿伯丁郡的馬裡查爾學院教授。1860～1865年在倫敦英皇學院執教，并從事氣體運動理論的研究。1860年成為英國皇家學會院士。1871年任劍橋大學教授，創建并領導了英國第一個專門的物理實驗室卡文迪許實驗室。

麥克斯韋的主要貢獻是建立了麥克斯韋方程組，創立了經典電動力學，并且預言了電磁波的存在，提出了光的電磁說。麥克斯韋是電磁學理論的集大成者。他出生于電磁學理論奠基人法拉第提出電磁感應定理的1831年，後來又與法拉第結成忘年之交，共同構築了電磁學理論的科學體系。物理學曆史上認為牛頓的經典力學打開了機械時代的大門，而麥克斯韋電磁學理論則為電氣時代奠定了基石。1931年，愛因斯坦在麥克斯韋百年誕辰的紀念會上，評價其建樹“是牛頓以來，物理學最深刻和最富有成果的工作。

亨德裡克·洛倫茲（Hendrik Antoon Lorentz， 1853年7月18日 － 1928年2月4日 ），荷蘭物理學家，他以與彼得·塞曼發現與解釋的“塞曼效應理論”獲得諾貝爾物理獎，他也推知質量與速度變換方程，後來被用在愛因斯坦狹義相對論中，來描述空間與時間。

1878年，隻有24歲的亨德裡克·洛侖茲被任命為新成立的萊頓大學理論物理學教授。 1878年1月25日 ，他發表他的就職演講，題目是有關于中子理論物理學。在萊頓最初的20年期間，洛倫茲感興趣的主要是用電磁理論來解釋電、磁、光的關系。之後，他延伸他的研究領域，同時仍專注于理論物理學。

從他的著作中看來，洛倫茲似乎對力學、熱力學、流體力學、動力學理論、固體理論、光和傳播有所貢獻。他最重的貢獻是在電磁、電子理論和相對論這個領域。洛倫茲認為原子可能包括帶電粒子，并認為這些帶電粒子的振蕩原因是來自于光。直到洛倫茲、彼特·塞曼的同事和以前的學生在1896年發現了塞曼效應，洛倫茲的理論便提供了解釋。

在1902年，他的實驗和理論榮獲了諾貝爾物理獎。洛倫茲的名字現在應用在洛倫茲公式、洛倫茲力、洛倫茲分布、洛倫茲變換等學術名詞上。

1904年洛倫茲提出了洛倫茲變換和質量與速度關系式。洛倫茲變換是觀測者在不同慣性參照系之間對物理量進行測量時所進行的轉換關系，在數學上表現為一套方程組。洛倫茲變換因其創立者——荷蘭物理學家亨德裡克·洛倫茲而得名。洛倫茲變換最初用來調和19世紀建立起來的經典電動力學同牛頓力學之間的矛盾，使麥克斯韋方程組從一個慣性系變換到另一個慣性系時能夠保持不變，後來成為愛因斯坦狹義相對論中的基本方程組。

1928年2月4日，洛倫茲在哈勒姆逝世。在葬禮當天，荷蘭全國電訊、電話中止3分鐘，以哀悼位享有盛譽的科學家。愛因斯坦在悼詞中稱洛倫茲是“我們時代最偉大、最高尚的人。”為紀念洛倫茲的貢獻，荷蘭政府決定從1945年起把每年他的生日那天定為“洛倫茲節”。

約瑟夫·約翰·湯姆孫爵士，（Sir Joseph John Thomson， 1856年12月18日 － 1940年8月30日 ），英國物理學家，電子的發現者。

湯姆孫1856年出生于英格蘭的曼徹斯特附近，蘇格蘭人家庭。他在曼徹斯特的歐文學院學習了工程學，搬到了劍橋大學三一學院。1884年他成為卡文迪許物理學教授，即卡文迪許實驗室主任。1890年他與露絲·佩傑特結婚，并養育了兩個孩子。他的學生之一是歐内斯特·盧瑟福，盧瑟福于1919年接替湯姆孫就任卡文迪許物理學教授。

受到詹姆斯·克拉克·麥克斯韋工作的影響和X射線的發現，他推導出陰極射線存在于帶負電的粒子，他稱之為“微粒”，這種微粒現在認識為電子。電子曾經被約翰斯東·斯通尼提出過，作為電化學中電荷的單位，但是湯姆孫認識到電子也是亞原子粒子，這一點是第一次被發現。1897年他的發現為人所知，并在科學圈内引起了轟動，并最終于1906年被授予諾貝爾物理學獎。 極富戲劇性的是，他的兒子喬治·佩吉特·湯姆孫（G.P.Thomson）後來因證實電子是一種波而被授予諾貝爾物理學獎。

陰極射線管（Cathode ray tube，CRT），因為最廣為人知的用途是用于構造顯示系統，所以俗稱 顯像管，又稱布勞恩管，它是利用陰極電子槍發射電子，在陽極高壓的作用下，射向螢光屏，使螢光粉發光，同時電子束在偏轉磁場的作用下，作上下左右的移動來達到掃描的目的。早期的 CRT 技術僅能顯示光線的強弱，展現黑白畫面。而彩色 CRT 具有紅、綠色和藍色三支電子槍，三支電子槍同時發射電子打在屏幕玻璃上磷化物上來顯示顔色。由于它笨重、耗電，所以在部分領域正在被輕巧、省電的液晶顯示器取代。

最早的陰極射線管是由英國人威廉·克魯克斯首創，可以發出射線，這種陰極射線管被稱為克魯克斯管。德國人卡爾·費迪南德·布勞恩在陰極射線管上塗布螢光物質，此種陰極射線顯像管被稱為布勞恩管。

古列爾莫·馬可尼（Guglielmo Marconi， 1874年4月25日 － 1937年7月20日 ），意大利工程師，專門從事無線電設備的研制和改進；1909年諾貝爾物理學獎得主。

1895年春季利用電磁波作通信的試驗，但是向意大利政府請求資助未果。1896年在英國進行了14.4公裡的通訊試驗成功，并取得專利。1897年起又進行了一系列的無線電通信實驗，他在倫敦成立馬可尼無線電報公司。1901年12月12日，馬可尼的研究小組，在紐芬蘭接收到從英國發送出來的第一個橫跨大西洋的無線電信号。1932年發現高頻電磁波。

1968年，為紀念馬可尼對廣播事業的貢獻，并且感謝馬可尼無線電報公司于1962年協助香港發展超短波廣播，港英政府把九龍塘廣播道其中一條支路—高雅道（Clare Road）命名為馬可尼道以作紀念。另外，其家鄉波隆那的國際機場命名為古列爾莫·馬可尼國際機場作為紀念。

1893年，尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）在美國密蘇裡州聖路易斯首次公開展示了無線電通信。比馬可尼要早。 以及亞曆山大·波波夫于 1895年5月7日 在彼得堡物理和化學協會物理學部年會上演示了他制成的一架無線電接收裝置－雷電指示器，這一天後來被俄羅斯定為“無線電日”慶祝。俄羅斯人認為他才是無線電的發明人。