电学

物理学的分支学科之一
电学(electricity)又称电磁学[2],是物理学的分支学科之一,研究内容主要是以“电”的形成及其应用为主[4]。“电”一词在西方是从希腊文“琥珀”转意而来的,在中国则是从雷闪现象中引出来的。[6]电学的基本内容包括静电学静磁学电磁场、电路、电磁效应和电磁测量。[3]
关于电的记载最早可追溯到公元前6世纪,古希腊的哲学家泰勒斯发现了用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小物体,中国的历史上也有了关于电的相关记载。[7]17世纪时英国物理学家吉尔伯特发现磁性的不同,在实验过程中制作了第一只验电器[7]18世纪时美国的科学家富兰克林做了多次实验,借用数学上的正、负来代表电荷的性质,首次给出了正电和负电的名称。法国科学家库仑设计了著名的的扭秤实验,直接测定了两个静止点电荷的相互作用力与它们之间的距离二次方成反比,与它们的电量乘积成正比,称之为库仑定律[5]19世纪时英国科学家法拉第经过多次重复实验后,提出了具有划时代意义的电磁感应定律,并发明了世界上第一台直流电动机,使电学有了飞速发展。麦克斯韦在总结前人工作的基础上,引入位移电流的概念,建立了一组微分方程——麦克斯韦方程组,它是电磁学的基本方程。[5]20世纪时随着原子物理学、原子核物理学粒子物理学的不断发展,经典电磁理论发展为量子电磁理论。[8]
电学是一门范围很广泛的知识领域,它不仅是许多工程技术的基础,而且在理论方面也同样的重要,它推动人们去对物质世界作更深入更本质的认识。[9]电灯、电话、发电机、电动机、计算机、人造卫星以及任何现代化的兵器都离不开电学基本原理的应用。可见,电学促进了生产力的发展,对人类社会是一门必不可少的科学。[10]

基本概念

电荷