本書是面向青少年,特別是面向小學高年級和初中學生的科普讀物。圖書從電與電力、電流和電壓、電流和磁場、磁場的世界、電磁感應、電磁波以及電磁學的技術創(chuàng)新等七個方面為青少年讀者介紹了支撐我們日常生活的兩大支柱電和磁。書中的知識既涉及磁鐵、指南針等我們日常生活中常見物品,也包含人工智能、虛擬現(xiàn)實等前沿科技。除此之外,作者還帶領青少年讀者們展望了未來第四次工業(yè)革命中電磁所扮演的重要角色,由此激發(fā)讀者們的求知欲和探索欲。
電磁是什么?
電和磁自古以來就是令人驚訝的神奇現(xiàn)象,
也是支撐現(xiàn)代科學大廈的主要支柱。
說到電,必然也會說到磁;
提到磁,自然也離不開電。
它們就像一對形影不離的孿生兄弟。
讓我們跟隨物理學家的腳步,
了解有關電和磁的現(xiàn)象、規(guī)律和應用,
走進電磁創(chuàng)造的世界吧!
日常生活的兩大支柱:電與磁
春光明媚,天色正好,你在做什么呢?哦,原來是準備出門見朋友。出門時一定要帶的是什么呢?手機和充電寶!和我一樣,F(xiàn)如今,手機已成為我們生活中不可或缺的一部分。手機剛誕生的時候,俗稱大哥大,像磚頭一樣又大又沉,只有發(fā)短信和打電話的功能,這樣一塊大磚頭是怎么隨身攜帶的呢?現(xiàn)在想想都覺得不可思議,但在當時,僅是能邊走邊打電話這一個功能,就足以讓人驚嘆不已,F(xiàn)在的手機,不僅體積縮小了很多,而且功能繁多,你可以用它打游戲、看電影,或者登錄常用的社交軟件,甚至網上支付,真是太神奇了。
手機已經深入我們的日常生活,就像是我們與世界相連的一根紐帶。外出時,你是不是也有過這樣的感覺當手機的電量隨著時間的流逝而不斷減少時,就會覺得自己與世界相連的那根紐帶不斷地變細,似乎馬上就要斷了,因而格外焦躁不安。此外,當聽到新聞播報說,小區(qū)內或電線桿上的變壓器因為超負荷跳閘而導致整個小區(qū)停電時,也會不自覺地感覺胸悶。周圍都是一些冷冰冰的電器,如冰箱、電視、電腦和燈具等,自己仿佛被囚禁在一片漆黑之中而感到局促不安。如上所述,我們生活中所有電器的運轉都離不開電,很難想象沒有電的世界是什么樣子的。
那么,電究竟是什么呢?為什么只有把電器的插頭插入墻或插排上的插座才能通電呢?在信息革命取得巨大進展的現(xiàn)在,為什么我們還沒有擺脫用電線取電的傳統(tǒng)方式呢?而已經步入發(fā)展正軌的無線充電技術會給供電體系帶來怎樣的技術革命呢?你是否也有過以上這些疑問?
要想回答這些問題,首先要明確電是什么。在本書中,我們將從支配我們日常生活的電入手,揭開它的本質,接著對電荷、電流、電壓、電阻、電功率等我們有所耳聞卻不甚了解的概念進行逐一講解,并幫助大家理解與它們相關的技術及應用。
高在賢,首爾大學物理系畢業(yè),韓國科學技術院(KAIST)物理學博士。 曾任日本筑波大學研究員,目前擔任韓國翰林大學教授,從事光學研究。
1 電荷與靜電力
靜電是什么? ? 002
電荷的起源 ? 005
靜電力電荷之間相互吸引與排斥的力 ? 010
電荷之間相互作用的特殊方式 ? 017
2 電流與電壓
電流電荷的流動 ? 024
電荷流動的條件 ? 029
電壓電流產生的原因 ? 034
電阻阻礙電流的通過 ? 040
電功率的意義 ? 046
3 磁鐵與磁場,電流與磁場
磁鐵的力量 ? 050
磁感線連接N極和S極的線 ? 054
磁場的秘密電流 ? 058
磁鐵的真面目 ? 063
4 磁場的世界
運動的電荷和磁場 ? 070
磁場對電流的作用力 ? 077
利用電流制造電磁鐵 ? 080
磁力的饋贈 ? 083
洛倫茲力的應用電動機和揚聲器 ? 088
5 電磁感應
法拉第與電磁感應現(xiàn)象 ? 094
電磁感應現(xiàn)象產生的條件 ? 099
電磁感應現(xiàn)象的應用 ? 105
6進入電磁波的世界
變化的磁場和電場 ? 116
電磁波的產生 ? 120
無處不在的電磁波 ? 124
如何生成電磁波 ? 128
7 新技術革命和電磁
第四次工業(yè)革命時代 ? 134
超鏈接社會中的電磁波 ? 136
移動生活的必需品 ? 141
硬盤和磁場 ? 144
寫在現(xiàn)代科學的尖兵電磁旅行的結尾 ? 148