《电磁学定律和电磁场理论的建立与发展》

第一章电磁学三大基本实验定律的建立1

1Coulomb定律1

1.1 Coulomb定律确立的历史概况1

1.2 电力平方反比律的精确验证7

2Ampere定律16

2.1 Oersted的发现和早期电磁现象的实验研究16

2.2 Biot-Savart-Laplace定律17

2.3Ampere定律的建立20

2.3.1 Ampere的四个示零实验20

2.3.2 Ampere电流元作用公式23

2.3.3 Ampere定律的现代形式27

3 Faraday电磁感应定律31

参考文献35

第二章Maxwell电磁场理论的建立36

1Maxwell电磁场理论赖以建立的物理基础37

1.1超距、近距作用观点的论争与Faraday的挑战37

1.1.1 两种观点的早期论争37

1.1.2Neumann、Weber发展超距作用电磁理论的努力40

附录A 原始Ampere公式的两种形式48

附录B 由Ampere公式导出运动带电粒子之间的Weber力公式49

附录C 由Weber力公式导出Neumann的两载流线圈相互作用能公式53

附录D 由运动带电粒子之间的weber力公式导出感应电动势公式55

1.1.3 Faraday的“力线”和他对超距作用观点的挑战57

1.2 Thomson富有启发性的对比研究60

2Maxwell建立电磁场理论的三篇论文62

2.1 Maxwell的《论Faraday力线》(1855—1856)——两类矢量；电紧张状态的数学描述64

2.2 Maxwell的《论物理力线》(1861—1862)——电磁作用的力学模型；位移电流和电磁波67

2.3 Maxwell的《电磁场的动力学理论》(1865)——电磁动量；电磁场理论的完整方程组75

2.4 启迪83

3建立Maxwell方程组的其他途径85

3.1 根据能量原理和近距作用原理建立Maxwell方程组86

3.2 根据Coulomb定律和Lorentz变换建立Maxwell方程组92

3.3 根据变分原理建立Maxwell方程组98

参考文献100

第三章电磁学近代若干基本问题的研究102

1Maxwell电磁场理论的内在矛盾102

1.1 电子运动问题中的根本困难102

1.2 经典电磁场理论的适用限度105

2量子电动力学106

2.1 场的量子化和电磁作用图景(机制)106

2.2 发散困难和重正化110

2.3 Lamb能级移位和电子反常磁矩111

2.4 规范不变性与规范场112

3磁单极问题117

3.1 问题的提出及其意义117

3.2 磁单极的若干性质120

3.3 磁单极子的实验探测122

4Aharonov-Bohm效应125

4.1 从基本量的观念谈起125

4.2 Aharonov-Bohm效应128

4.3 实验观测130

5光子静止质量问题132

5.1 光子静止质量不为零引起的后果132

5.2 光子静止质量的探测136

6电弱统一问题140

6.1 弱作用与电磁作用的比较与人们对统一性的追求140

6.2 电弱统一理论的建立141

6.3 实验检验144

参考文献145