🔬 故事：奥斯特的一次课间演示
1820 年 4 月，丹麦物理学家奥斯特在哥本哈根的一次讲课演示中，把通电导线平行放在磁针上方——磁针轻轻偏转了！此前人们研究电与磁上千年，从未发现二者关联。消息传遍欧洲实验室，几周内安培就建立了电流相互作用定律。有人问奥斯特为何此前没人发现，回答是：所有人都在把导线垂直对着磁针做实验——力恰恰垂直于导线。偶然，只眷顾有准备的头脑。
第十三章 · 必修第三册
磁与电磁波初步
电与磁本是同一枚硬币的两面：奥斯特一次偶然的课堂演示让通电导线拨动了磁针，法拉第十年苦求"磁生电"终获成功，麦克斯韦用方程预言了电磁波——你此刻的 Wi-Fi，就是他 1865 年写下的方程在空中奔跑。
11.1 磁场与磁感线
概念磁感线总是闭合曲线
磁体周围存在磁场，对放入其中的磁体、电流有力的作用。磁感线：外部从 N 极到 S 极、内部从 S 到 N——闭合曲线（与电场线"有头有尾"不同）。
安培定则（右手螺旋）：直导线——大拇指指电流，四指绕向即磁感线方向；螺线管——四指沿电流方向，大拇指指 N 极。
地磁场：地理南极附近是地磁 N 极（磁感线从南半球出、向北倾斜入地面附近）。
安培定则（右手螺旋）：直导线——大拇指指电流，四指绕向即磁感线方向；螺线管——四指沿电流方向，大拇指指 N 极。
地磁场：地理南极附近是地磁 N 极（磁感线从南半球出、向北倾斜入地面附近）。
11.2 磁通量
概念Φ = BS cosθ
磁通量：穿过某面积的磁感线条数 Φ = B·S·cosθ（θ 为平面与磁场方向的夹角），单位韦伯 Wb。
直观理解：平面正对磁场时磁通最大；平面平行磁场时磁通为零（没有线穿过去）。
磁通量变化是电磁感应的"扳机"：只要 Φ 变（B 变、S 变、或转动夹角变），就有感应电动势。
直观理解：平面正对磁场时磁通最大；平面平行磁场时磁通为零（没有线穿过去）。
磁通量变化是电磁感应的"扳机"：只要 Φ 变（B 变、S 变、或转动夹角变），就有感应电动势。
11.3 电磁感应现象
概念磁生电的条件
产生感应电流的条件：闭合回路 + 磁通量变化。
三种方式：磁铁插入/拔出线圈（B 变）、导体棒切割磁感线（有效面积变）、线圈转动（θ 变）。
无论用什么方式，只要"穿过回路的磁通量变了"就有感应——这是法拉第 1831 年发现的"磁生电"，变压器、发电机、无线充电都源于此。
三种方式：磁铁插入/拔出线圈（B 变）、导体棒切割磁感线（有效面积变）、线圈转动（θ 变）。
无论用什么方式，只要"穿过回路的磁通量变了"就有感应——这是法拉第 1831 年发现的"磁生电"，变压器、发电机、无线充电都源于此。
🔬 故事：法拉第的"笨功夫"
装订学徒出身的法拉第几乎没受过正规数学训练，却坚信"既然电能生磁，磁也应能生电"。他把磁棒插入线圈、绕圈、倒转……记录了十年实验笔记。1831 年终于捕捉到磁棒插入瞬间电流计的轻微一颤——原来感应只在"变化"的瞬间出现！有人问他研究有什么用，他反问："新生的婴儿有什么用？"后来每一座发电站，都是这个"婴儿"长大后的样子。
装订学徒出身的法拉第几乎没受过正规数学训练，却坚信"既然电能生磁，磁也应能生电"。他把磁棒插入线圈、绕圈、倒转……记录了十年实验笔记。1831 年终于捕捉到磁棒插入瞬间电流计的轻微一颤——原来感应只在"变化"的瞬间出现！有人问他研究有什么用，他反问："新生的婴儿有什么用？"后来每一座发电站，都是这个"婴儿"长大后的样子。
11.4 电磁波与电磁波谱
概念c = λf
变化的电场和磁场相互激发、由近及远传播——电磁波。真空中速度 c = 3×10⁸ m/s，c = λf。
电磁波谱（波长从长到短）：无线电波 → 微波 → 红外线 → 可见光 → 紫外线 → X 射线 → γ 射线。频率越高、光子能量越大（E = hf，选修三再讲）。
应用：无线电通信、微波炉（红外/微波加热）、遥控器（红外）、杀菌（紫外）、透视（X 射线，有电离辐射）、核衰变（γ）。
电磁波谱（波长从长到短）：无线电波 → 微波 → 红外线 → 可见光 → 紫外线 → X 射线 → γ 射线。频率越高、光子能量越大（E = hf，选修三再讲）。
应用：无线电通信、微波炉（红外/微波加热）、遥控器（红外）、杀菌（紫外）、透视（X 射线，有电离辐射）、核衰变（γ）。