电磁学，作为物理学当中专门研究电与磁相互作用所呈现的现象、规律以及应用的分支学科。在奥斯特发现电流具备磁效应以前，人们始终认定电和磁是两种全然独立的现象。一直到近代阶段，伴随人们针对两者展开愈发深入的研究，方才发觉它们之间的关系竟是如此紧密。
按照近代物理学给出的观点来看，磁现象是由处于运动状态的电荷所产生的，所以在电学的范畴之内必然会在不同程度上涵盖磁学的内容。实际上人们对于磁学的认识以及利用要比电学早出许多。早在两三千年前的时候呀，世界各地的人们就已然发现了自然界里各种天然存在着的磁铁，并且发现了“磁”这种状况。有一部分学者觉得啦，在我国战国那个时期就已经能够制造并使用司南（也就是指南针的前身）来辨别方向了，即便古人对于“磁”的原理是尚还不清楚的 。
图1：司南模型
图2：指南针
1600年，英国物理学家吉尔伯特（1544 - 1603）发表了《论磁》，近代磁学就此问世，他借助实验的方式表明地球自身就是一个大磁体，并且还提出了像“磁轴”、“磁子午线”等概念 。18世纪末期开始，一直到19世纪初期，库仑（- de 1736 –1806），先进行了相关实验，而后泊松（-Denis 1781-1840），运用数学理论，紧接着格林（ Green，1793-1841），也参与其中做了些事，他们先后通过这些方式贝语网校，建立起了静电学和静磁学，从而对电与磁之间的关系高中物理电磁学B代表，有了科学理性的初步认识。
我们于上篇文章里，已然讲述了7个有关电学的国际计量单位，在这篇文章当中，我们会接着去介绍两个属于磁学的国际单位制导出单位，分别是特斯拉（T）和韦伯（Wb），还将介绍一个单位，它不但在电磁学里常常被使用，并且在其他学科同样广泛应用，此单位就是赫兹（Hz）。
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1 磁感应强度（B）的国际单位：特斯拉（符号T）
1856至1943年的美籍塞尔维亚裔物理学家、发明家特斯拉是交流电、无线电、无线遥控等包括“火花塞”一词在此处也不是在说汽车那个火花塞在此处指的是电气相关的火花塞、X光还有水电工程重大的创造者加之推动者，被公认为电力商业化始祖，其有史以来重要贡献为他主持现代交流电系统设计，此乃电力时代大发展根基，并因其此，他拥趸视其为“发明20世纪之人” 说明：我尽量按照要求改写了，不过原句中“火花塞在电气领域的含义”确实容易引起误解，这里解释一下只是为了让理解不产生歧义，不影响对改写句子的理解。1960年，出于对特斯拉的纪念，第十一届国际计量大会作出决定，把国际单位制中磁感应强度的单位命名为特斯拉，美国那家著名的特斯拉汽车公司的创始人，将其公司所生产的纯电动汽车取名为“特斯拉”，这同样是为了对这位堪称伟大的天才以及先驱致以敬意。
图3：特斯拉
图4：特斯拉汽车
图5：磁感应强度单位示意图
磁感应强度，有时也被称作磁通量密度或者磁通密度，它成为了对于磁场强弱与方向进行描述的物理量，一般用符号B来表示，其数值要是越大的话，那就意味着磁感应越强，而要是数值越小，就表明磁感应越弱。
1特斯拉所呈现的究竟是怎样大小的磁感应强度呢？借助公式B=F/IL进行推导，此公式里F指的是在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所承受的安培力，I代表电流的大小，L表示导线的长度。由此我们能够得知，把带有1A恒定电流的直长导线垂直放置于均匀磁场内部，要是导线每米长度所受到的力为1N，那么该均匀磁场的磁感应强度就被定义为1T。医院里经常会用到的核磁共振，是依据设备磁感应强度的差异，划分成1.5T，还有3T，以及4T等不同型号的。
图6：德国西门子公司生产的3T磁共振成像设备
相对来讲，1T的磁感应强度着实是颇为大的，地球磁场的磁感应强度大约才是0./ ，0./ 。
作为国际单位制的特斯拉，在电磁单位系统里，存在着另外一种单位制，也就是高斯单位制，此种高斯单位制同样属于公制，它是由厘米 - 克 - 秒制衍生而来的，随着时间的推移，越来越多的国家渐渐开始摒弃高斯单位制，转而采用国际单位制，在多数领域中，国际单位制也是处于主要被使用地位的单位制，当下，高斯单位制唯有与国际单位制相挂钩才具备实验意义，因为只有国际单位制才针对各个物理量存在精确的定义。
在高斯单位这个体系里头用来呈现磁感应强度之时称做高斯（Gs）的单位。关于该高斯单位它跟特斯拉两者来讲那种换算关联是1T=。于是地球上产生的磁场的磁感应程度也能够表述而成为0.5 Gs ~0.6 Gs。
凭1特斯拉等于10000高斯 从而就能说两人之间的差距有这么大么 肯定是不能够如此简简单单地去进行类比的呀 高斯 Carl Gau 1777 - 1855那是德国著名极具声誉的数学家 同时也是物理学家 并且还是天文学家呢 。
据认为，高斯是历史里头最为关键重要的数学家当中的一员且拥有”数学王子“这一称呼，高斯一生所取得的成就数量可不是一丁半点，仅仅是以”高斯“对之作命名的一个个数学概念起码就有几十之数，像高斯分布、高斯曲率等，在数学家中属于数量最多的那一类 。
图7：“数学王子”高斯
除数学外，高斯于物理学领域，在天文学范畴等，都创造出了令人惊叹的业绩，且在电磁学方面所取得的成绩更是尤为突出。高斯自1831年起就开始着手电磁学的实验研究。到了1833年的时候，他建成了一座地磁观察台，此观察台还成为了当时观察研究磁偏角变化的中心。与此同时，他与另一位我们将在下文提及的物理学家韦伯展开合作，成功研制出了德国第一台电磁电报设备。1839年之际，他确立了静电场中最基本的一个定理，也就是高斯定理。
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1 磁通量（Φ）的国际单位：韦伯（符号Wb）
在1843年，被莱比锡大学聘为物理学教授的韦伯（Weber，1804－1891），这位德国著名的物理学家，又对电磁作用的基本定律展开了研究。
图8：德国物理学家韦伯
19世纪初期的时候，牛顿力学定律成功地被运用到测量那些能够看得见的重物之上，并且，在天文学这个领域当中也取得了惊人的成功。然而，并不是所有已知的物理现象都能够获得合理的解释，要如何去确定不可估计物质的度量，比如说电、磁、热这些量，仍然是没有解决的方法，这在当时可是一个重要的研究方向。
为了对这些基本性质展开研究，韦伯创造了诸多电磁类仪器，他在1841年发明了那种既能用于测量地磁强度又能够测量电流强度 的电流表，于1846年发明了可被用来测量交流电功率的电功率表，在1853年还发明了用于测量地磁强度垂直分量的地磁感应器，1856年，他跟科尔劳施（Arndt，1809 - 1858）测定出了静电单位电量与电磁单位电量的比值，给麦克斯韦（James Clerk，1831 - 1879）算出光速给予了支持。
除此之外，韦伯同被称作“数学王子”的高斯一道合作开展磁学方面的研究，韦伯承担做实验的工作，高斯负责进行理论的研究，韦伯所做的实验引发了高斯对于物理问题的兴趣，高斯运用数学去处理物理实验问题，进而影响了韦伯的思想方法，1933年国际电工委员会通过了将“韦伯”作为磁通量的实用制单位，该单位在1948年得到了国际计量大会的认可。
磁通量属于标量，其符号是Φ，它的计算式子是Φ=B·S·cosθ，这里θ是S与B的垂面所成夹角。在磁感应强度是B的匀强磁场里，有一个面积为S且和磁场方向垂直的平面，磁感应强度B和面积S相乘的结果，便是穿过此平面的磁通量。
图9：当S与B有夹角时磁通量示意图
图10：S与B垂直时磁通量示意图
经由这些情况我们得以知晓，磁通量的物理学意义就在于表征穿过某一特定面积的磁感线条数。发电机的工作原理是“切割磁感线”。而“切割磁感线”的实质就是为了促使磁通量发生改变。磁通量发生改变便能够产生电流。并且电流的大小与磁通量改变的快慢存在关联。
图11，是发电机的示意图，转子转动得越快，磁通量的改变就越大，电流也就越大 。
磁通量为 1Wb 究竟有多大呢，依据公式Φ = B·S·cosθ能够如此计算，在磁感应强度是 1T 的均匀磁场情况之下，有着 1 平方米那般大小的平面于磁场方向呈现垂直状态，这里的θ为零度，cosθ等于 1，在这种时候经过此平面的磁通量便是 1Wb，鉴于 1T 的磁感应强度已然是相当大的那种程度了，所以 1 韦伯的磁通量也能够讲相当大了 。
把磁通量的计量单位麦克斯韦（Mx）放到高斯单位制里看，国际单位制里磁通量的单位是韦伯（Wb）。1 Wb和108Mx存在换算关系，也就是1韦伯等同于1亿麦克斯韦。二者数量级差异显著。开篇介绍了麦克斯韦计量思想的本书上篇，麦克斯韦究竟是怎样的人呢 ？
图12：英国物理学家麦克斯韦
说起麦克斯韦，在物理学的领域当中，那可是没有谁不知道，没有谁不晓得的。这位身为伟大的英国物理学家，同时又是数学家的人物，被认定为是对于现代物理学有着莫大影响作用的人当中的一个。他凭借着超乎常人的天赋，以及极为高深的数学方面的造诣，在电磁学这个范畴，在分子物理学这个范畴，在统计物理学这个范畴，在光学这个范畴，在力学这个范畴，在弹性理论这个范畴，都取得了一定的成果，而在这诸多成果里面，最为突出耀眼的便是他在电磁学方面所取得的成就。
1864年，他于英国皇家学会宣读了《电磁场的动力学理论》，首次完整地阐释了他的电磁场理论，完成了著名的麦克斯韦方程组，令世界为之震惊，该方程组亦被视作人类历史上最为伟大的公式之一 。
图13：积分形式的麦克斯韦方程组
在电场与磁场的关系表述上，麦克斯韦运用精确的数学公式，近乎完美地统一电和磁，还预言了电磁波的存在。德国科学家赫兹，也就是（Hertz，1857－1894）其本人，对麦克斯韦理论深信不疑，于麦克斯韦去世8年后，最终通过实验证实了电磁波的存在。麦克斯韦作为电磁学的集大成者，被后人称作“电磁学之父”。
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1 频率（f）的单位：赫兹（符号Hz）
频率，也就是f，它所指的却是单位时间之内完成周期性变化的次数，是对周期运动频繁程度起到描述作用的量呵。其公式是f=1/t，能够被视为时间的倒数，而它的单位是赫兹这种，也就是Hz，简称为赫，它指的是1秒钟周期性变动重复的次数。就好比1赫兹意味着1秒钟当中重复1次，2赫兹意味着重复2次，按照这样的规律类推下去。所以，凡是存在周期性运动的物理现象，都会运用到频率这个物理量。
在电磁学领域当中，电磁波具备着较高的频率，如此一来，赫兹这个单位在实际运用时就显得不太便利了，故而电磁学里面经常会用到的单位是千赫兹（kHz）、兆赫兹（MHz）、吉赫兹（GHz）等等。其换算关系如下：
1kHz等于，等于1乘以MHz高中物理电磁学B代表，1乘以MHz等于，等于1乘以GHz，1乘以GHz等于，。
图14：根据频率高低，将电磁波分为以上几种类型
那位德国的物理学家赫兹，经由证实电磁波存在这件事而被世人铭记在心。在赫兹来临之前，尽管法拉第寻觅到并知晓了电磁感应现象已然问世，身为科学家麦克斯韦也成功构建起了相对而言较为完备完整齐全无缺的电磁理论体系，然而呢可是截至当时却没有任何一人去检验查验验证过电磁波真实客观实则存在，彼时整个电磁理论依旧处于那种宛如“空想”一般虚无缥缈的阶段。一直到后面赫兹率先头一个进行验证证实了电磁波是真实存在的，这才使得原本只停留在设想中的理论切实转化变成了实实在在的现实，那些天才们所拥有的思想最终终究成为了被世人一致公认认可的真理。
图15：赫兹验证电磁波实验装置示意图
1888年，赫兹设计了一个谐振器，其目的是检测电磁波，这个谐振器构造极为简单，它只是把一截粗铜丝弯成环状，环的两端各自连接着一个小球，左边的装置是一个单纯的电磁波发射器，当被通电时，感应线圈里会产生震荡电流，在振子中间的两个金属小球之间会发生放电现象，继而形成电火花，就在此时，处于距离发射器几米之外的谐振器会产生感应电流，在两个小球之间同样会生成电火花，赫兹觉得，这种电火花便是电磁波。这个实验取得成功以这种方式表明，存在发出于感应线圈之上的能量，于此种状况之下真实被辐射出去，跨越了一定空间范围，并且最终被接收留存了下来。
图16：赫兹
然而，哪怕赫兹是最先证实了电磁波的那个人，他却从未思索过电磁波可以用来做什么或者具备何种用途。而且，他也决然不会料想到，将来的那个世界将会是一个被电磁波环绕笼罩的世界。
意大利的马可尼（ ，1874 - 1937），在发现电磁波7年后，与俄国的波波夫（Александр Степанович Попов，1859 - 1906）各自独立实现了无线电信息的传递，随后无线电报迅速投入实际使用。诸多利用电磁波原理的技术如雨后春笋般相继出现，有无线电广播，有无线电导航，有无线电话，有电视，出现了微波通讯，有雷达，况且还有遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学等等，它们让整个世界面貌产生了深刻的改变。人类文明，和科技，跟电磁波紧密相连，电磁波一跃成为我们生活里，不可缺少的一部分。
无疑，赫兹对人类社会所做出的贡献是极为巨大且难以估量的。然而，十分不幸的是，因天妒英才，在1894年1月1日，赫兹因血液病而英年早逝，那时他年仅36岁。为了对他进行纪念，人们将频率的单位称作赫兹。
铭 记 与 传 承
到此，国际单位制里电磁学中的10个计量单位就全讲完了。二百年间，是那些我们熟知的科学家们，他们前赴后继，一直给电磁学理论大厦不停添砖加瓦，这样后来的人才能更良好地认识、懂得并运用电磁波，进而让它为我们的现代化生活效力。这些电磁学的先驱者，会值得我们永远记住。我们正是用以计量单位为他们命名这种最直白的方式向他们表达敬意。
在21世纪的当下，当我们回过头去梳理那些科学家的国籍时，我们能够发现，那些极为伟大的科学家竟然没有一个不是来自当时的欧美等资本主义强国，哪怕把高斯单位制里的科学家算进去（高斯是德国人，麦克斯韦是英国人，奥斯特是丹麦人），也都没有任何例外。
德国（4个）：欧姆、西门子、赫兹、韦伯
美国（2个）：亨利、特斯拉
法国（2个）：安培、库仑
英国（1个）：法拉第
意大利（1个）：伏特
整个18、19世纪期间，西方始终在引领世界科学技术发展的方向，特别是全新兴起的电磁学领域。倘若我们再仔细考量整个名单里各个国家人数的比例，又能够从中察觉到当时科技中心转移的趋势：从英法转变为德美。
在17世纪的时候，以及18世纪刚开始的那段时间，英国、法国等国家掀起了欧洲地区的启蒙运动，它们率先完成了第一次工业革命，进而成为了那个时候世界上最为先进的资本主义国家。然而，在以电气时代作为标志的第二次工业革命当中，德国、美国等国家迎头追赶，甚至还超过了原本英国、法国这些老牌的科技强国。德国、美国等新兴的资本主义国家开始占据科技领域里中心主导的位置，英国、法国等老牌帝国开始走向衰落下去。当然啦，这个所谓的衰落也是相对来说的 ，因为在这个时候世界其他地区的大多数国家都还处于比较落后的农业社会时代 。
名单里有十个人，德国与美国占去多半为六个，是众多优秀科学家持续出现，推动德美等国快速崛起。另外，科学在一个国家内存在传承性。一个国家出现伟大科学家后，会更有效且更深远地影响本国人才，此后有更多优秀科学家沿着前辈脚步继续探索，促使薪火相传，最终形成该国此领域大量科学家相继涌现的 scene 。
近现代社会以来，人们凭借“科学→技术→生产”这样的发展模式致使人类发展步入了快车道。当那些伟大的科学家构建起了具一定完整性的电磁学理论科学系统，便迅速对技术实践起到了指导作用，电磁学速速在实际生产当中获得诸多利用。19世纪末尾到20世纪初期，像马可尼、波波夫、费森登（ ，1866 - 1932）等人作为新一代电磁学的传承者，先后发明出无线电报、无线广播等一些新兴技术产物，极具革命性地把人类生产生活方式给改变了。
因电磁学得到深入的探索，以及展开了研究，致使手机、WIFI、蓝牙、导航、雷达、微波炉、卫星通信、射电天文等电磁学范畴的新应用、新技术、新产品持续地涌现出来，电磁波已然渗透至我们依据实际进行生产以及生活的各个方面，表明我们当下业已无法离开它了。
回溯往昔，是为了能更精彩地迈进。瞻望将来，人类文明朝着前方的步伐不会终止，电磁学的进展必定也会持续助推科技的进步以及社会的前行。