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自然磁力
威廉·吉尔伯特（1544～1603年）
我们的生活每时每刻都和磁性有关，没有它，我们就无法看电视听收音机、打电话；没有它，连夜晚甚至都是一片漆黑。
人类虽然很早就认识到磁现象，但直到近代，人们对磁现象的认识才逐渐系统化，发明了不计其数的电磁设备，比如电话、无线电、发电机、电动机等。如今，磁技术已经渗透到我们的日常生活和工农业技术的各个方面和领域。
在古代文明社会里，人们就了解到了磁现象，即小磁针按相同的方向排列于地球表面，正好指向地球的南北两极。我国是对磁现象认识最早的国家之一，公元前4世纪左右成书的《管子》中就有“上有慈石者，其下有铜金”的记载，这是关于磁的最早记载。
我国古籍中，关于指南针的最早记载，始见于沈括的《梦溪笔谈》。该书介绍了指南针的四种用法：水法，用指南针穿过灯芯草而浮于水面；指法，将指南针搁在指甲上；碗法，将指南针放在碗沿；丝悬法，将独股蚕丝用蜡粘于针腰处，在无风处悬挂。正是由于指南针的出现，沈括最先发现了磁偏现象，“常微偏东，不全南也”。
指南针用于航海的记录，最早见于宋代朱彧（yù）的《萍洲可谈》：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针”。西方关于指南针航海的记载，是在1207年英国纳肯的《论器具》中。
但人们对自然磁力这一奇特现象的解释深受古希腊思想的影响。古希腊人认为，宇宙是一个固定不动的天球，来自这个天球的各种善良或邪恶的势力影响着我们的生活方式，而磁力就是其中之一，磁铁与天球的两极是盟友，这是由上天决定的。
打破这些奇思怪论的是英国的威廉·吉尔伯特医生，他于1600年出版《磁石》一书，奠定了磁学的科学地位。吉尔伯特假设地球本身是一个巨大的天然磁石，用普通的带磁性的材料制作了一个小磁球，用放在小磁球上的小磁针来模拟磁石在地球表面的运行方式。最令人吃惊的是，磁球上的小磁针表现出人们熟悉的磁偏角现象：当人们从地球赤道向两极移动时，水平面上的指南针就会发生同样的倾斜。于是吉尔伯特证实拥有磁力的是地球而不是上天，这一观点对整个自然科学界产生了深远的影响。
电磁学
汉斯·克里斯汀·奥斯特(1777~1851年)
安德列·安培(1775~1836年)
迈克尔·法拉第(1791~1867年)
1820年7月21日，丹麦物理学家奥斯特发表了长达6页的论文，宣布他发现了电磁。他在为大学生们演讲时发现，当指南针靠近带电的电线时，指针发生偏斜，这一发现对于19世纪自然科学的研究有着极为重要的意义。奥斯特的论文很快被译成其他欧洲文字，并为其他研究者指明新的研究方向。
安德列·安培在巴黎宣布，根据牛顿定律，所有电磁现象都可以被解释为沿直线运动的短程电力。
伦敦皇家研究院的化学助理迈克尔·法拉第认为带电的电线可以绕着磁旋转，反之亦然。此后他研制出了世界上第一台电动机。另外，他认为安培理论无法解释圆周运动。1822年，他在日记中这样写到：“将磁变为电。”1831年8月29日，法拉第终于实现了人类的这一愿望。他将两个线圈分别缠在一条软铁丝的两端。当一个线圈通上电之后，铁丝开始磁化并导致另一个线圈带电。实际上这就是世界上最早的变压器。过了6个星期，通过将线圈永久磁化，从而使电线产生电流，法拉第又发明了发电机。直到今天，人们不管使用何种能源发电，都是基于这个理论。
麦克斯韦方程组
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（1831～1879年）
苏格兰物理学家麦克斯韦把电和磁结合在一起，发现了光。他还推测电和磁力之间可能有某种联系。19世纪80年代，麦克斯韦根据法拉第的思想，设计出描述两种力的方程组，后来干脆将它们合而为一，成为电磁场。
他求出方程组的一个解是波。他无意中发现波由起伏的电磁场构成，并不断地在空旷的空间里以每秒钟3亿米的惊人速度进行。于是麦克斯韦认为：光是一种电磁波。他的方程组还解答了光在遇到水和玻璃等透明材料时速度为什么会慢下来的原因。
1888年海因里希·赫兹依据麦克斯韦的理论发现波长比电磁波更长的光，我们现在称之为无线电波。无线电波、毫米波、红外线、可见光、远红外线、X光射线以及伽马射线构成了光谱大家族。它们的发现大都得益于麦克斯韦的电磁学理论。
地磁逆转
松山元则（1884～1958年）
希腊人很早就知道天然磁石（磁铁）具有天然磁性。而公元前300年，中国人就已经将磁石称为“司南”，即最早的指南针。他们发现当磁石在光滑的盘面上处于完全平衡状态时，其勺柄总是指向南方。在公元纪年的第一个千年之初，他们设计出了最早的航海指南针。
但是直到17世纪人们才开始真正了解地球磁场。1600年，伊丽莎白一世的宫廷御医威廉·吉尔伯特发表了专著《论磁》，他指出地球本身就是个巨大的磁球，指南针并非指向天空，而是指向地球的磁极。到了1635年，人们已经知道地球磁场的磁性强弱和方向在地球各处并不相同。
20世纪早期，人们发现很多火成岩冷却结晶时，磁力方向与地球磁场相同。伯纳德·布伦希斯于1906年首次测量了岩石的磁性。但直到1929年日本地质学家松山元则才指出地球磁场在过去的200万年中曾发生过磁极逆转。玄武岩很好地保存了地球磁场的磁性，通过对其磁化过程的分析研究，他测算了火山岩中连续层面所发生的磁极突变。换而言之，南北磁极发生了逆转。他的发现对于板块构造学说的创立起到了关键的作用。
20世纪60年代，地质学家测算出在过去的500万年中，地球共发生了20多次磁极逆转。人们现在尚未完全了解地球磁场及其逆转的根本原因，但很可能与地核外层液体导电物质旋入地球深处的方式有关。
威廉·吉尔伯特（1544～1603年）
我们的生活每时每刻都和磁性有关，没有它，我们就无法看电视听收音机、打电话；没有它，连夜晚甚至都是一片漆黑。
人类虽然很早就认识到磁现象，但直到近代，人们对磁现象的认识才逐渐系统化，发明了不计其数的电磁设备，比如电话、无线电、发电机、电动机等。如今，磁技术已经渗透到我们的日常生活和工农业技术的各个方面和领域。
在古代文明社会里，人们就了解到了磁现象，即小磁针按相同的方向排列于地球表面，正好指向地球的南北两极。我国是对磁现象认识最早的国家之一，公元前4世纪左右成书的《管子》中就有“上有慈石者，其下有铜金”的记载，这是关于磁的最早记载。
我国古籍中，关于指南针的最早记载，始见于沈括的《梦溪笔谈》。该书介绍了指南针的四种用法：水法，用指南针穿过灯芯草而浮于水面；指法，将指南针搁在指甲上；碗法，将指南针放在碗沿；丝悬法，将独股蚕丝用蜡粘于针腰处，在无风处悬挂。正是由于指南针的出现，沈括最先发现了磁偏现象，“常微偏东，不全南也”。
指南针用于航海的记录，最早见于宋代朱彧（yù）的《萍洲可谈》：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针”。西方关于指南针航海的记载，是在1207年英国纳肯的《论器具》中。
但人们对自然磁力这一奇特现象的解释深受古希腊思想的影响。古希腊人认为，宇宙是一个固定不动的天球，来自这个天球的各种善良或邪恶的势力影响着我们的生活方式，而磁力就是其中之一，磁铁与天球的两极是盟友，这是由上天决定的。
打破这些奇思怪论的是英国的威廉·吉尔伯特医生，他于1600年出版《磁石》一书，奠定了磁学的科学地位。吉尔伯特假设地球本身是一个巨大的天然磁石，用普通的带磁性的材料制作了一个小磁球，用放在小磁球上的小磁针来模拟磁石在地球表面的运行方式。最令人吃惊的是，磁球上的小磁针表现出人们熟悉的磁偏角现象：当人们从地球赤道向两极移动时，水平面上的指南针就会发生同样的倾斜。于是吉尔伯特证实拥有磁力的是地球而不是上天，这一观点对整个自然科学界产生了深远的影响。
电磁学
汉斯·克里斯汀·奥斯特(1777~1851年)
安德列·安培(1775~1836年)
迈克尔·法拉第(1791~1867年)
1820年7月21日，丹麦物理学家奥斯特发表了长达6页的论文，宣布他发现了电磁。他在为大学生们演讲时发现，当指南针靠近带电的电线时，指针发生偏斜，这一发现对于19世纪自然科学的研究有着极为重要的意义。奥斯特的论文很快被译成其他欧洲文字，并为其他研究者指明新的研究方向。
安德列·安培在巴黎宣布，根据牛顿定律，所有电磁现象都可以被解释为沿直线运动的短程电力。
伦敦皇家研究院的化学助理迈克尔·法拉第认为带电的电线可以绕着磁旋转，反之亦然。此后他研制出了世界上第一台电动机。另外，他认为安培理论无法解释圆周运动。1822年，他在日记中这样写到：“将磁变为电。”1831年8月29日，法拉第终于实现了人类的这一愿望。他将两个线圈分别缠在一条软铁丝的两端。当一个线圈通上电之后，铁丝开始磁化并导致另一个线圈带电。实际上这就是世界上最早的变压器。过了6个星期，通过将线圈永久磁化，从而使电线产生电流，法拉第又发明了发电机。直到今天，人们不管使用何种能源发电，都是基于这个理论。
麦克斯韦方程组
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（1831～1879年）
苏格兰物理学家麦克斯韦把电和磁结合在一起，发现了光。他还推测电和磁力之间可能有某种联系。19世纪80年代，麦克斯韦根据法拉第的思想，设计出描述两种力的方程组，后来干脆将它们合而为一，成为电磁场。
他求出方程组的一个解是波。他无意中发现波由起伏的电磁场构成，并不断地在空旷的空间里以每秒钟3亿米的惊人速度进行。于是麦克斯韦认为：光是一种电磁波。他的方程组还解答了光在遇到水和玻璃等透明材料时速度为什么会慢下来的原因。
1888年海因里希·赫兹依据麦克斯韦的理论发现波长比电磁波更长的光，我们现在称之为无线电波。无线电波、毫米波、红外线、可见光、远红外线、X光射线以及伽马射线构成了光谱大家族。它们的发现大都得益于麦克斯韦的电磁学理论。
地磁逆转
松山元则（1884～1958年）
希腊人很早就知道天然磁石（磁铁）具有天然磁性。而公元前300年，中国人就已经将磁石称为“司南”，即最早的指南针。他们发现当磁石在光滑的盘面上处于完全平衡状态时，其勺柄总是指向南方。在公元纪年的第一个千年之初，他们设计出了最早的航海指南针。
但是直到17世纪人们才开始真正了解地球磁场。1600年，伊丽莎白一世的宫廷御医威廉·吉尔伯特发表了专著《论磁》，他指出地球本身就是个巨大的磁球，指南针并非指向天空，而是指向地球的磁极。到了1635年，人们已经知道地球磁场的磁性强弱和方向在地球各处并不相同。
20世纪早期，人们发现很多火成岩冷却结晶时，磁力方向与地球磁场相同。伯纳德·布伦希斯于1906年首次测量了岩石的磁性。但直到1929年日本地质学家松山元则才指出地球磁场在过去的200万年中曾发生过磁极逆转。玄武岩很好地保存了地球磁场的磁性，通过对其磁化过程的分析研究，他测算了火山岩中连续层面所发生的磁极突变。换而言之，南北磁极发生了逆转。他的发现对于板块构造学说的创立起到了关键的作用。
20世纪60年代，地质学家测算出在过去的500万年中，地球共发生了20多次磁极逆转。人们现在尚未完全了解地球磁场及其逆转的根本原因，但很可能与地核外层液体导电物质旋入地球深处的方式有关。