1．公元前的琥珀和磁石 希臘七賢中有一位名叫泰勒斯的哲學(xué)家。公元前600年前后，泰勒斯看到當明的希臘人通過(guò)摩擦琥珀吸引羽毛，用磁錢(qián)礦石吸引鐵片的現象，曾對其原因進(jìn)行過(guò)一番思考。據說(shuō)他的解釋是：“萬(wàn)物皆有靈。磁吸鐵，故磁有靈?！边@里所說(shuō)的“磁”就是磁鐵礦石。希臘人把琥珀叫做“elektron”（與英文“電”同音）。他們從波羅的海沿岸進(jìn)口琥珀，用來(lái)制作手鐲和首飾。當時(shí)的寶石商們也知道摩擦琥珀能吸引羽毛，不過(guò)他們認為那是神靈或者魔力的作用。在東方，中國人民早在公元前2500年前后就已經(jīng)具有天然的磁石知識。據《呂氏春秋》一書(shū)記載，中國在公元前1000年前后就已經(jīng)有的指南針，他們在古代就已經(jīng)用磁針來(lái)辨別方向了。
2．磁，靜電
通常所說(shuō)的摩擦起電，在公元前人們只知道它是一種現象。很長(cháng)時(shí)間里，關(guān)于這一種現象的認識并沒(méi)有進(jìn)展。而羅盤(pán)則在13世經(jīng)就已經(jīng)在航海中得到了應用。那時(shí)的羅盤(pán)是把加工成針形的磁鐵礦石放在秸稈里，使之能浮在水面上。到了14世紀初，又制成了用繩子把磁針吊起來(lái)的航海羅盤(pán)。這種羅盤(pán)在1492年哥倫布發(fā)現美洲新大陸以及1519年麥哲倫發(fā)現環(huán)繞地球一周的航線(xiàn)時(shí)發(fā)揮了重要的作用。
（1）磁，靜電與吉爾伯特
英國人吉爾伯特是伊麗莎白女王的御醫，他在當醫生的同時(shí)，也對磁進(jìn)行了研究。他總結了多年來(lái)關(guān)于磁的實(shí)驗結果，于1600年出了一本取名為《論磁學(xué)》的書(shū)。書(shū)中指出地球本身就是一塊大磁石，并且闡述了羅盤(pán)的磁傾角問(wèn)題。
吉爾伯特還研究了摩擦琥珀吸引羽毛的現象，指出這種現象不僅存在于琥珀上，而且存在于硫磺，毛皮，陶瓷，火漆，紙，絲綢，金屬，橡膠等是摩擦起電物質(zhì)系列。把這個(gè)系列中的兩種物質(zhì)相互摩擦，系列中排在前面的物質(zhì)將帶正電，排在后面的物質(zhì)將帶負電。
那時(shí)候，主要的研究方法就是思考，而他主張真正的研究應該以實(shí)驗為基礎，他提出這種主張并付諸實(shí)踐，在這點(diǎn)上，可以說(shuō)吉爾伯特是近代科學(xué)研究方法的開(kāi)創(chuàng )者。
（2）雷和靜電
在公元前的中國，打雷被認為是神的行為。說(shuō)是有五位司雷電的神仙，其長(cháng)者稱(chēng)為雷祖，雷祖之下是雷公和電母。打雷就是雷公在天上敲大鼓，閃電就是電母用兩面鏡子把光射向下界。到了亞里斯多德時(shí)代就已經(jīng)比較科學(xué)了。認為雷的發(fā)生是由于大地上的水蒸氣上升，形成雷雨云，雷雨云遇到冷空氣凝縮而變成雷雨，同時(shí)伴隨出現強光。認為雷是靜電而產(chǎn)生的是英國人沃爾，那是1708年的事。1748年，富蘭克林基于同樣的認識設計了避雷針。能不能用什么辦法把這種靜電收集起來(lái)？這個(gè)問(wèn)題很多科學(xué)家都考慮過(guò)。1746年，萊頓大學(xué)教授繆森布魯克發(fā)明了一種存貯靜電的瓶子，這就是后來(lái)很有名的“萊頓瓶”。
繆森布魯克本來(lái)想像往瓶子里裝水那樣把電裝進(jìn)瓶子里，他首先在瓶子里灌上水，然后用一根金屬絲把摩擦玻璃棒能到水里。就在他的手接觸到瓶子和棒的一瞬間，他被重重地“電擊”了一下。據說(shuō)他曾這樣說(shuō)過(guò)：“就算是國王命令，我也不想再做這種可怕的實(shí)驗了”。
富蘭克林聯(lián)想到往萊頓瓶里蓄電的事，于1752年6月做了一個(gè)把風(fēng)箏放到雷雨云里去的實(shí)驗。其結果，發(fā)現了雷雨云有時(shí)帶正電有時(shí)帶負電的現象。這個(gè)風(fēng)箏實(shí)驗很有名，許多科學(xué)家都很感興趣，也跟著(zhù)做。1753年7月，俄羅斯科學(xué)家利赫曼在實(shí)驗中不幸遭電擊身亡。通過(guò)用各種金屬進(jìn)行實(shí)驗，意大利帕維亞大學(xué)教授伏打證明了鋅，鉛，錫，鐵，銅，銀，金，石墨是個(gè)金屬電壓系列，當這個(gè)系列中的兩種金屬相互接觸時(shí)，系列中排在前面的金屬帶正電，排在后面的金屬帶負電。他把銅和鋅做為兩個(gè)電極置于稀硫酸中，從而發(fā)明了伏打電池。電壓的單位“伏特”就是以他的名字命名的。
19世紀初，正是法國大革命后進(jìn)入拿破侖時(shí)代。拿破侖從意大利歸來(lái)，在1801年把伏打召到巴黎，讓他做電實(shí)驗，伏打也因此獲得了拿破侖授予的金質(zhì)獎?wù)潞腿R吉諾-多諾爾勛章。
（3）伏打電池的利用與電磁學(xué)的發(fā)展
伏打電池發(fā)明之后，各國利用這種電池進(jìn)行了各種各樣的實(shí)驗和研究。德國進(jìn)行了電解水的研究，英國化學(xué)家戴維把2000個(gè)伏打電池連在一起，進(jìn)行了電弧放電實(shí)驗。戴維的實(shí)驗是在正負電極上安裝木炭，通過(guò)調整電極間距離使之產(chǎn)生放電而發(fā)出強光，這就是電用于照明的開(kāi)始。
1820年，丹麥哥本哈根大學(xué)教授奧斯特在一篇論文中公布了他的一個(gè)發(fā)現：在與伏打電池連接了的導線(xiàn)旁邊放一個(gè)磁針，磁針馬上就發(fā)生偏轉。俄羅斯的西林格讀了這篇論文，他把線(xiàn)圈和磁針組合在一起，發(fā)明了電報機（1831年），這可說(shuō)是電報的開(kāi)始。其后，法國的安培發(fā)現了關(guān)于電流周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)方向問(wèn)題的安培定律（1820年），法拉第發(fā)現了劃時(shí)代的電磁感應現象（1831年），電磁學(xué)得到了飛速發(fā)展。
另一方面，關(guān)于電路的研究也在發(fā)展。歐姆發(fā)現了關(guān)于電阻的歐姆定律（1826年），基爾霍夫發(fā)現了關(guān)于電路網(wǎng)絡(luò )的定律（1849年），從而確立了電工學(xué)。
3．有線(xiàn)通信的歷史
有人說(shuō)科學(xué)技術(shù)是由于軍事方面的需要而發(fā)展起來(lái)的，這種說(shuō)法有一定的歷史事實(shí)根據。英國害怕拿破侖進(jìn)攻，曾用桁架式通信機向自己的部隊進(jìn)報法國軍隊的動(dòng)向。瑞典，德國，俄羅斯等國家也以軍事為目的，架設了由這類(lèi)通信機組成的通信網(wǎng)，據說(shuō)都曾投入了龐大的預算。將這種通信機改造成電通信方式的構想大概就是有線(xiàn)通信的開(kāi)始。
(1）有線(xiàn)通信的原理
除了將前面所講到的西林所發(fā)明的電磁式電報機以外，還有德國的簡(jiǎn)梅林發(fā)明的電化學(xué)式電報機，高斯和韋伯（德國）的電報機，庫克和惠斯能（英國）的5針式電報機等。電報機的形式也是各種各樣的，有音響式，印刷式，指針式，鐘鈴式等。其中，庫克和惠斯通的5針式電報機最為有名。1837年，這種電報機曾通過(guò)架設在倫敦與西德雷頓之間長(cháng)達20公里的5根電線(xiàn)而投入實(shí)際使用。
（2）莫爾斯電報機
1837年，莫爾斯電報機在美國研制成功，發(fā)明人就是以莫爾斯電碼而聞名的莫爾斯。莫爾斯電碼是一種以點(diǎn)，劃來(lái)編碼的信號。
莫爾斯本來(lái)是想當一名畫(huà)家，他為此在倫敦留學(xué)。1815年，他在回美國的船上聽(tīng)了波士頓大學(xué)教授杰克遜關(guān)于電報的一席談話(huà)，萌發(fā)了莫爾斯電碼和電報機的構想。為了鋪設電報線(xiàn)，莫爾斯成立了電磁-電報公司，并于1846年在紐約-波士頓，費城-匹茲堡，多倫多-布法羅-紐約之間開(kāi)通了電報業(yè)務(wù)。莫爾斯的事業(yè)獲得了極大成功，于是就在美國各地創(chuàng )辦電報公司，電報業(yè)務(wù)逐漸擴大起來(lái)。1846年，莫爾斯電報機裝上了音響收報機，使用也更加方便。
（3）電話(huà)和交換機
1876年2月14日，美國的兩位發(fā)明家貝爾和格雷分別遞交了電話(huà)機專(zhuān)利的申請，貝爾的申請書(shū)比格雷的申請書(shū)早兩個(gè)小時(shí)到達，因而貝爾得到了專(zhuān)利權。
1878年，貝爾成立了電話(huà)公司，制造電話(huà)機，全力發(fā)展電話(huà)事業(yè)。從發(fā)展電話(huà)業(yè)務(wù)開(kāi)始，交換機就擔負著(zhù)重要的任務(wù)。1877年前后的交換機稱(chēng)為傳票式交換機，話(huà)務(wù)員收到通話(huà)請求，很把傳票交給另一位話(huà)務(wù)員。其后，經(jīng)過(guò)反復改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出了框圖式交換機，進(jìn)而又開(kāi)發(fā)出了自動(dòng)交換方式（1879年）。
1891年，史端喬式自動(dòng)交換機研制成功。至此，自動(dòng)交換的愿望就算實(shí)現了。之后研究仍在繼續，又經(jīng)過(guò)了幾個(gè)階段才達到現在的電子交換機。
（4）海底通信電纜
陸上通信網(wǎng)日漸完備，人們開(kāi)始考慮在海底敷設通信電纜來(lái)實(shí)現跨海國家之間的通信。1840年前后，惠斯通就已經(jīng)考慮到了海底電纜的問(wèn)題。海底電纜有很多問(wèn)題需要解決，電纜的機械強度，絕緣及敷設方法都陸上電纜不同。
1845年，英吉利海峽海底電報公司成立，開(kāi)始了從英國到加拿大并跨過(guò)多佛爾海峽到達法國的海底電纜敷設工程。海底電纜敷設中碰到了電纜斷裂等大難題，但敷設誨底電纜是時(shí)代的要求，各國都為此投稿了力量。
1851年，最早的加來(lái)-多佛爾海底電纜敷設完畢，成功地實(shí)現了通信。以此為契機，歐洲周邊和美洲東部周邊也敷設了許多電纜?，F在，世界上的大海里遍布著(zhù)電纜，供通信使用。
4．無(wú)線(xiàn)通信的歷史
世界上任何一個(gè)地區的信息都能顯示在電視機上，這種方便是電波帶給我們的。最早的電波實(shí)驗是德國的赫茲在1888年進(jìn)行的。通過(guò)實(shí)驗，赫茲弄清了電波和光一樣，具有直線(xiàn)傳播，反射和折射現象。頻率的單位赫茲就是來(lái)自他的名字。
（1）馬可尼的無(wú)線(xiàn)電裝置
在雜志上讀到過(guò)赫茲實(shí)驗文章的意大利人馬可尼，在1895年研制出了最早的無(wú)線(xiàn)電裝置，利用這一裝置在相隔大約3公里遠的距離之間進(jìn)行了莫爾斯電碼通信實(shí)驗。他想到了要把無(wú)線(xiàn)通信企業(yè)化，就成立了一個(gè)無(wú)線(xiàn)電報與信號公司。
盡管馬可尼在無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域獲得了諸多成功，但由于與海底電纜公司的利益相沖突，他想在紐芬蘭設立無(wú)線(xiàn)電報局的事遭到了反對，馬可尼的反對者還不在少數。
（2）高頻波的產(chǎn)生
要實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信，首先要產(chǎn)生穩定的高頻電磁波。達德?tīng)柌捎糜删€(xiàn)圈和電容器構成的電路產(chǎn)生出了高頻信號，但頻率還不到50KHZ，電流也只有2~3A，比較小。
1903年，荷蘭的包魯森利用酒精蒸氣電弧放電產(chǎn)生出了1MHZ的高頻波，彼得森又對其進(jìn)行了改進(jìn)，制成了輸出功率達到1KW的裝置。其后，德國設計出了機械式高頻發(fā)生裝置，美國的斯特拉和費森登，德國的戈爾德施米特等人開(kāi)發(fā)出了用高頻交流機產(chǎn)生高頻波的方法等，很多科學(xué)家和工程師都曾致力于高頻波發(fā)生器的研究。
（3）無(wú)線(xiàn)電話(huà)
如果傳送的不是莫爾斯信號而是人的語(yǔ)言，那就需要有運載有信號的載波。載波必須是高頻波。1906年，美國通用電氣（GE）公司的亞歷山德森制成了80KHZ的高頻信號發(fā)生裝置，首次成功地進(jìn)行了無(wú)線(xiàn)電話(huà)的實(shí)驗。
用無(wú)線(xiàn)電話(huà)傳送語(yǔ)音，并且要收聽(tīng)它，這就需要有用于發(fā)送的高頻信號發(fā)生裝置和用于接收的檢波器。費森登設計了一種多差式接收裝置，并于1913年試驗成功。
達德?tīng)栐O計出了以包魯森電弧發(fā)送器為發(fā)送裝置，以電解檢波器為接收裝置的受話(huà)器方式。在當時(shí)，由于都是采用火花振蕩器，所以噪聲很大，實(shí)驗階段可說(shuō)是成功了，但離實(shí)用化還很遠。要想使產(chǎn)生的電波穩定，接收到的噪聲小，還得等待電子管的出現。
（4）二極管和三極管
1983年，愛(ài)迪生發(fā)現從電燈泡的熱絲上飛濺出來(lái)的電子把燈泡的一部分都熏黑了，這種現象被稱(chēng)為愛(ài)迪生效應。
1904年，弗萊明從愛(ài)迪生效應得到啟發(fā)，造出二極管，用它來(lái)進(jìn)行檢波。
1907年，美國的D。福雷斯特在二極管的陽(yáng)極和陰極之間又加了一個(gè)叫做柵極的電極，發(fā)明了三極管。
這種三極管既可以用于放大信號電壓，也可以配以適當的反饋電路產(chǎn)生穩定的高頻信號，可說(shuō)是一個(gè)劃時(shí)代的電路元件。
三極管經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的改進(jìn)，能夠產(chǎn)生短波，超短波等高頻信號。此外，三極管具有能控制電子流的功能，隨后出現的陰極射線(xiàn)管和示波器與此有密切的關(guān)系。
5．電池的歷史
1790年，伽伐尼根據解剖青蛙實(shí)驗提出了“動(dòng)物電”，以此為開(kāi)端，伏打發(fā)現了兩種金屬接觸就有電產(chǎn)生的規律，可以說(shuō)這就是電池的起源。
1799年，伏打在銅和鋅之間夾入一層浸透鹽水的紙，再把它們一層一層地迭起來(lái)，制成了“伏打電堆”?！半姸选钡囊馑季褪侵赴言S多單個(gè)電池單元高高地堆在一起。
（1） 一次電池
一次電池放完電后不能再用的電池稱(chēng)為一次電池。伏打對伏電電堆做了改進(jìn)，制成了伏打電池。
1836年，英國人丹尼爾在陶瓷桶里放入陽(yáng)極和氧化劑，制成了丹尼爾電池。與伏打電池相比，丹尼爾電池能長(cháng)時(shí)間提供電流。
1868年，法國的勒克朗謝公布了勒克朗謝電池，1885年（明治18年）日本的尾井先藏發(fā)明了尾井乾電池。尾井乾電池是一種把電解液吸附在海綿里的特殊電池，具有搬運方便的特點(diǎn)。
1917年，法國的費里發(fā)明了空氣電池，1940年，美國的魯賓發(fā)明了水銀電池。
（2）二次電池
放完電還可以充電再用的電池稱(chēng)為二次電池。1859年，法國的普朗泰發(fā)明了能夠反復充電使用的鉛蓄電池，其結構是稀硫酸中裝有鉛電極，這是最早的二次電池?，F在，汽車(chē)里使用的就是這種類(lèi)型的電池。
1897年（明治30年），日本的島津源藏開(kāi)發(fā)出了具有10A*H容量的鉛蓄電池，并把他本人名字GENZO
SIMAZU的字頭GS作為商品名稱(chēng)，取名為GS電池投放市場(chǎng)。
1899年，瑞典的容納制成了容納電池，1905年愛(ài)迪生制成了愛(ài)迪生電池。這些電池的電解液都用的是氫氧化鉀，后來(lái)就被稱(chēng)為堿性電池。
1948年，美國的紐曼發(fā)明了鎳鎘電池。這是一種能充電的乾電池，是具有劃時(shí)代意義的電池。
（3）燃料電池
1939年，英國人格羅夫發(fā)現氧和氫的反應中有電能產(chǎn)生，并由實(shí)驗證明了燃料電池的可能性。也就是說(shuō)，電解水的時(shí)候消耗了電能而生成了氧和氫，反過(guò)來(lái)，從外部給陽(yáng)極一側送入氧，給陰極一側送入氫，就能夠產(chǎn)生電能和水。格羅夫當時(shí)只是做了實(shí)驗，并未實(shí)用化。1958年，劍橋大學(xué)（英國）制成了5KW的燃料電池。
1965年，美國GE公司成功地開(kāi)發(fā)出了燃料電池，這個(gè)電池就安裝在1965年的載人飛船雙子星5號上，用于供給宇航員飲用水的飛船電能。1969年登上月球的阿波羅11號飛船上的電源也使用了燃料電池作為飛船內電源。
（4）太陽(yáng)能電池
1873年，德國人西門(mén)子發(fā)明了用硒和鉑絲制成的光電池?，F在照相機曝光表上所用的就是這種硒光電池。
1945年，美國的夏品發(fā)明了硅太陽(yáng)能電池，這是一種當太陽(yáng)光或燈光照到其PN結上時(shí)能產(chǎn)生電能的元件，廣泛用于人造衛星，太陽(yáng)能汽車(chē)，鐘表，臺式計算器等。提高這種元件轉換效率的研究與開(kāi)發(fā)工作仍在進(jìn)行中。
6．照明的歷史
18世紀60年代由英國興起的產(chǎn)業(yè)革命使工廠(chǎng)進(jìn)入了連續加工，批量生產(chǎn)的時(shí)代，夜間照明成了重要問(wèn)題。前面已經(jīng)講過(guò)，英國人戴維1815年曾做過(guò)用2000個(gè)伏打電池產(chǎn)生電弧的有名實(shí)驗。
（1）白熾燈泡
1860年，英國人斯旺把棉線(xiàn)碳化后做成燈絲裝入玻璃泡里，發(fā)明了碳絲燈泡。然而，由于當時(shí)的真空技術(shù)不高，點(diǎn)燈時(shí)間不能過(guò)長(cháng)，時(shí)間一長(cháng)，燈絲就會(huì )在燈泡里氧化而燒掉。斯旺所想到的白熾燈泡的原理是現在的白織燈的起源。隨著(zhù)燈絲研究和真空技術(shù)的進(jìn)步，白熾燈最終達到了實(shí)用化。從這點(diǎn)不說(shuō)，斯旺的發(fā)明是一項大發(fā)明。
1865年，施普倫格爾為研究真空現象而開(kāi)發(fā)出水銀真空泵。斯旺知道這件事后，就在1878年把玻殼內的空度提高，又在燈絲上下了一番功夫。他先把棉線(xiàn)用硫酸處理，然后再碳化，最后，他公布了斯旺燈泡。斯旺的白熾燈泡曾在巴黎萬(wàn)國博覽會(huì )上展出。
1879年，美國的愛(ài)迪生成功地把白熾燈泡的壽命延長(cháng)到了40小時(shí)以上。1880年，愛(ài)迪生發(fā)現竹子是做白熾燈燈絲的優(yōu)良材料，就把日本，中國，印度的竹子收集起來(lái)反復進(jìn)行實(shí)驗。
愛(ài)迪生把部下穆?tīng)柵傻饺毡?，在京都的八幡尋找?yōu)質(zhì)竹子，若乾年后，用八幡竹子制造出了燈絲。為了制造這種竹燈絲的燈泡，1882年他在倫敦和紐約成立了愛(ài)迪生電燈公司。
在日本，1886年（明治19年）東京電燈公司成立，明治22年起，一般的家庭開(kāi)始用上了白治燈泡。
1910年，美國的庫利廳用鎢絲做燈絲，發(fā)明了鎢絲燈泡。
1913年，美國的蘭米爾在玻殼里充入氣體以防止燈絲蒸發(fā)，發(fā)明了充氣鎢絲燈泡。
1925年，日本的不破橘三發(fā)明了內壁磨砂燈泡。
1932年，日本的三浦順一發(fā)明了雙螺旋鎢絲燈泡。
正是由于上述的不斷探索，今天我們才能享受白熾燈照明的日常生活，想起來(lái)真是漫漫長(cháng)路啊。
（2）放電燈
1902年，美國的休伊茲特在玻殼內裝入水銀蒸氣，發(fā)明了弧光放電汞燈。由于這種汞燈在汞蒸氣的氣壓較低時(shí)發(fā)出了紫外線(xiàn)較多，所以常作為殺菌燈使用。而當水銀氣壓較高時(shí)，可發(fā)出很強的可見(jiàn)光。
現在廣泛用于廣場(chǎng)照明和道路照明的高壓汞燈所發(fā)出的光是一種混合光，混合光包括水銀電弧放電的光和紫外線(xiàn)照到涂敷在玻殼內壁的熒光材料上所發(fā)出的光。
1932年，荷蘭菲利浦公司開(kāi)發(fā)出了波長(cháng)為590nm單色的鈉燈，這種燈廣泛用于公路的隧道照明。
1938年，美國的英曼發(fā)明了現在廣泛使用的熒光燈。這種燈通過(guò)用水銀電弧放電發(fā)出的紫外線(xiàn)照射涂敷在燈管內壁的不同熒光粉而發(fā)出不同顏色的光。通常，白色熒光燈用得最多。
7．電力設備的歷史
可以說(shuō)，1820年奧斯特所發(fā)現的電磁作用就是電動(dòng)機的起源。而1831年法拉第所發(fā)現的電磁感應就是發(fā)電機的變壓器的起源。
（1）發(fā)電機
1832年，法國人畢克西發(fā)明了手搖式直流發(fā)電機，其原理是通過(guò)轉動(dòng)永磁體使磁通發(fā)生變化而在線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，并把這種電動(dòng)勢以直流電壓形式輸出。
1866年，德國的西門(mén)子發(fā)明了自勵式直流發(fā)電機。
1869年，比利時(shí)的格拉姆制成了環(huán)形電樞，發(fā)明了環(huán)形電樞發(fā)電機。這種發(fā)電機是用水力來(lái)轉動(dòng)發(fā)電機轉子的，經(jīng)過(guò)反復改進(jìn)，于1847年得到了3。2KW的輸出功率。
1882年，美國的戈登制造出了輸出功率447KW，高3米，重22噸的兩相式巨型發(fā)電機。
美國的特斯拉在愛(ài)迪生公司的時(shí)候就決心開(kāi)發(fā)交流電機，但由于愛(ài)迪生堅持只搞直流方式，因此他就把兩相交流發(fā)電機和電動(dòng)機的專(zhuān)利權賣(mài)給了西屋公司。
1896年，特斯拉的兩相交流發(fā)電機在尼亞拉發(fā)電廠(chǎng)開(kāi)始勞動(dòng)營(yíng)運，3750KW，5000V的交流電一直送到40公里外的布法羅市。
1889年，西屋公司在俄勒岡州建設了發(fā)電廠(chǎng)，1892年成功地將15000伏電壓送到了皮茨菲爾德。
（2）電動(dòng)機
1834年，俄羅斯的雅可比試制出了由電磁鐵構成的直流電動(dòng)機。1838年，這種電動(dòng)機開(kāi)動(dòng)了一艘船，電動(dòng)機電源用了320個(gè)電池。此外，美國的文波特和英國的戴比德遜也造出了直流電動(dòng)機（1836年），用作印刷機的動(dòng)力設備。由于這些電動(dòng)機都以電池作為電源，所以未能廣泛普及。
1887年，前面所講過(guò)的特斯拉兩相電動(dòng)機作為實(shí)用化感應電動(dòng)機的發(fā)展計劃開(kāi)始啟動(dòng)。1897年，西屋公司制成了感應電動(dòng)機，設立專(zhuān)業(yè)公司致力于電動(dòng)機的普及。
（3）變壓器
發(fā)電端在向外輸送交流電的時(shí)候，要先把交流電壓升高，到了用電端，又得把送來(lái)的交流電壓降低。因此，變壓器是必不可少的。
1831年，法拉第發(fā)現磁可以感應生成電，這就是變壓器誕生的基礎。
1882年，英國的吉布斯獲得了“照明與動(dòng)力用配電方式”專(zhuān)利，其內容就是將變壓器用于配電，當時(shí)所用的變壓器是磁路開(kāi)放式變壓器。
西屋引進(jìn)了吉布斯的變壓器，經(jīng)過(guò)研究，于1885年開(kāi)發(fā)出了實(shí)用的變壓器。此外，在此前一年的1884年，英國的霍普金森制成了閉合磁路式變壓器。
（4）電力設備和三相交流技術(shù)
兩相交流電是用四根電線(xiàn)輸電的技術(shù)。德國的多勃羅沃爾斯基在繞組上想出了竅門(mén)，從繞組上每隔120度的三個(gè)地方引出抽頭，得到了三相交流電。1889年，利用這種三相交流電的旋轉磁場(chǎng)，制成了功率為100W的最早的三相交流電動(dòng)機。同年，多勃羅沃爾斯基又開(kāi)發(fā)出了三相四線(xiàn)制交流接線(xiàn)方式，并在1891年的法蘭克福輸電實(shí)驗（150VA三相變壓器）中獲得了圓滿(mǎn)成功。
8．電子電路元器件的歷史
當代，是包括計算機在內的電子學(xué)繁榮昌盛的時(shí)代，其背景與電子電路元器件由電子管-晶體管=集成電路的不斷發(fā)展有著(zhù)密切的關(guān)系。
（1）電子管
電子管是沿著(zhù)二極管-三極管-四極管-五極管的順序發(fā)明出來(lái)的。
二極管：前面曾經(jīng)講過(guò)，愛(ài)迪生發(fā)現了電燈泡燈絲發(fā)射電子的“愛(ài)迪生效應”。1904年，英國人弗萊明受到“愛(ài)迪生效應”的啟發(fā)，發(fā)明了二極管。
三極管：1907年，美國的福雷斯特發(fā)明了三極管。當時(shí)，真空技術(shù)尚不成熟，三極管的制造水平也不高。但在反復改進(jìn)的過(guò)程中，人們懂得了三極管具有放大作用，終于拉開(kāi)了電子學(xué)的帷幕。振蕩器也從上面所講過(guò)的馬可尼火花裝置發(fā)展為三極管振蕩器。三極管有三個(gè)電極，陽(yáng)極，陰極和設置在二者之間的控制柵極，這個(gè)控制柵極是用來(lái)控制陰極所發(fā)射的電子流的。
四極管：1915年，英國的朗德在三極管的控制柵極與陽(yáng)極之間又加了一個(gè)電極，稱(chēng)為簾柵極，其作用是解決三極管中流向陽(yáng)極的電子流中有一部分會(huì )流到控制柵極上去的問(wèn)題。
五極管：1927年，德國的約布斯特在陽(yáng)極與簾柵極之間又加了一個(gè)電極，發(fā)明了五極管。新加的電極被稱(chēng)為抑制柵。加入這個(gè)電極的原因是：在四極管中，電子流撞到陽(yáng)極上時(shí)陽(yáng)極會(huì )產(chǎn)生二次電子發(fā)射，抑制柵就是為抑制這種二次電子發(fā)射而設置的。
此外，1934年美國的湯綠森通過(guò)對電子管進(jìn)行小型化改進(jìn)，發(fā)明了適用于超短波的橡實(shí)管。管殼不用玻璃而采用金屬的ST管發(fā)明于1937年，經(jīng)小型化后的MT管發(fā)明于1939年。
（2）晶體管
半導體器件大致分為晶體管和集成電路（IC）兩大部分。第二次世界大戰后，由于半導體技術(shù)的進(jìn)步，電子學(xué)得到了令人矚目的發(fā)展。晶體管是美國貝爾實(shí)驗室的肖克萊，巴丁，布拉特在1948年發(fā)明的。這種晶體管的結構是使兩根金屬絲與低摻雜鍺半導體表面接觸，稱(chēng)為接觸型晶體管。
1949年，開(kāi)發(fā)出了結型晶體管，在實(shí)用化方面前進(jìn)了一大步。
1956年開(kāi)發(fā)出了制造P型和N型半導體的擴散法。它是在高溫下將雜質(zhì)原子滲透到半導體表層的一種方法。
1960年開(kāi)發(fā)出了外延生長(cháng)法并制成了外延平面型晶體管。外延生長(cháng)法是把硅晶體放在氫氣和鹵化物氣體中來(lái)制造半導體的一種方法。
有了半導體技術(shù)的這些發(fā)展，隨之就誕生了集成電路。
（3）集成電路
大約在1956年，英國的達馬就從晶體管原理預想到了集成電路的出現。
1958年美國提出了用半導體制造全部電路元器件，實(shí)現集成電路化的方案。
1961年，得克薩斯儀器公司開(kāi)始批量生產(chǎn)集成電路。集成電路并不是用一個(gè)一個(gè)電路元器件連接成的電路，而是把具有某種功能的電路“埋”在半導體晶體里的一個(gè)器件。它易于小型化和減少引線(xiàn)端，所以具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。集成電路的集成度在逐年增加。元件數在100個(gè)以下的小規模集成電路，100~1000個(gè)的中規模集成電路，1000~100000個(gè)大規模集成電路，以及100000個(gè)以上的超大規模集成電路，都已依次開(kāi)發(fā)出來(lái)，并在各種裝置中獲得了廣泛應用。
“電”一詞在西方是從希臘文琥珀一詞轉意而來(lái)的，在中國則是從雷閃現象中引出來(lái)的。自從18世紀中葉以來(lái)，對電的研究逐漸蓬勃開(kāi)展。它的每項重大發(fā)現都引起廣泛的實(shí)用研究，從而促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展。
現今，無(wú)論人類(lèi)生活、科學(xué)技術(shù)活動(dòng)以及物質(zhì)生產(chǎn)活動(dòng)都已離不開(kāi)電。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，某些帶有專(zhuān)門(mén)知識的研究?jì)热葜饾u獨立，形成專(zhuān)門(mén)的學(xué)科，如電子學(xué)、電工學(xué)等。電學(xué)又可稱(chēng)為電磁學(xué)，是物理學(xué)中頗具重要意義的基礎學(xué)科。
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電學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史
有關(guān)電的記載可追溯到公元前6世紀。早在公元前585年，希臘哲學(xué)家泰勒斯已記載了用木塊摩擦過(guò)的琥珀能夠吸引碎草等輕小物體，后來(lái)又有人發(fā)現摩擦過(guò)的煤玉也具有吸引輕小物體的能力。在以后的2000年中，這些現象被看成與磁石吸鐵一樣，屬于物質(zhì)具有的性質(zhì)，此外沒(méi)有什么其他重大的發(fā)現。
在中國，西漢末年已有“碡瑁(玳瑁)吸偌(細小物體之意)”的記載；晉朝時(shí)進(jìn)一步還有關(guān)于摩擦起電引起放電現象的記載“今人梳頭，解著(zhù)衣時(shí)，有隨梳解結有光者，亦有咤聲”。
1600年，英國物理學(xué)家吉伯發(fā)現，不僅琥珀和煤玉摩擦后能吸引輕小物體，而且相當多的物質(zhì)經(jīng)摩擦后也都具有吸引輕小物體的性質(zhì)，他注意到這些物質(zhì)經(jīng)摩擦后并不具備磁石那種指南北的性質(zhì)。為了表明與磁性的不同，他采用琥珀的希臘字母拼音把這種性質(zhì)稱(chēng)為“電的”。吉伯在實(shí)驗過(guò)程中制作了第一只驗電器，這是一根中心固定可轉動(dòng)的金屬細棒，當與摩擦過(guò)的琥珀靠近時(shí)，金屬細棒可轉動(dòng)指向琥珀。
大約在1660年，馬德堡的蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機。他用硫磺制成形如地球儀的可轉動(dòng)球體，用干燥的手掌摩擦轉動(dòng)球體，使之獲得電。蓋利克的摩擦起電機經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，在靜電實(shí)驗研究中起著(zhù)重要的作用，直到19世紀霍耳茨和推普勒分別發(fā)明感應起電機后才被取代。
18世紀電的研究迅速發(fā)展起來(lái)。1729年，英國的格雷在研究琥珀的電效應是否可傳遞給其他物體時(shí)發(fā)現導體和絕緣體的區別：金屬可導電，絲綢不導電，并且他第一次使人體帶電。格雷的實(shí)驗引起法國迪費的注意。1733年迪費發(fā)現絕緣起來(lái)的金屬也可摩擦起電，因此他得出所有物體都可摩擦起電的結論。他把玻璃上產(chǎn)生的電叫做“玻璃的”，琥珀上產(chǎn)生的電與樹(shù)脂產(chǎn)生的相同，叫做“樹(shù)脂的”。他得到：帶相同電的物體互相排斥；帶不同電的物體彼此吸引。
1745年，荷蘭萊頓的穆申布魯克發(fā)明了能保存電的萊頓瓶。萊頓瓶的發(fā)明為電的進(jìn)一步研究提供了條件，它對于電知識的傳播起到了重要的作用。
差不多同時(shí)，美國的富蘭克林做了許多有意義的工作，使得人們對電的認識更加豐富。1747年他根據實(shí)驗提出：在正常條件下電是以一定的量存在于所有物質(zhì)中的一種元素；電跟流體一樣，摩擦的作用可以使它從一物體轉移到另一物體，但不能創(chuàng )造；任何孤立物體的電總量是不變的，這就是通常所說(shuō)的電荷守恒定律。他把摩擦時(shí)物體獲得的電的多余部分叫做帶正電，物體失去電而不足的部分叫做帶負電。
嚴格地說(shuō)，這種關(guān)于電的一元流體理論在今天看來(lái)并不正確，但他所使用的正電和負電的術(shù)語(yǔ)至今仍被采用，他還觀(guān)察到導體的尖端更易于放電等。早在1749年，他就注意到雷閃與放電有許多相同之處，1752年他通過(guò)在雷雨天氣將風(fēng)箏放入云層，來(lái)進(jìn)行雷擊實(shí)驗，證明了雷閃就是放電現象。在這個(gè)實(shí)驗中最幸運的是富蘭克林居然沒(méi)有被電死，因為這是一個(gè)危險的實(shí)驗，后來(lái)有人重復這種實(shí)驗時(shí)遭電擊身亡。富蘭克林還建議用避雷針來(lái)防護建筑物免遭雷擊，1745年首先由狄維斯實(shí)現，這大概是電的第一個(gè)實(shí)際應用。
18世紀后期開(kāi)始了電荷相互作用的定量研究。1776年，普里斯特利發(fā)現帶電金屬容器內表面沒(méi)有電荷，猜測電力與萬(wàn)有引力有相似的規律。1769年，魯賓孫通過(guò)作用在一個(gè)小球上電力和重力平衡的實(shí)驗，第一次直接測定了兩個(gè)電荷相互作用力與距離二次方成反比。1773年，卡文迪什推算出電力與距離的二次方成反比，他的這一實(shí)驗是近代精確驗證電力定律的雛形。
1785年，庫侖設計了精巧的扭秤實(shí)驗，直接測定了兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷的相互作用力與它們之間的距離二次方成反比，與它們的電量乘積成正比。庫侖的實(shí)驗得到了世界的公認，從此電學(xué)的研究開(kāi)始進(jìn)入科學(xué)行列。1811年泊松把早先力學(xué)中拉普拉斯在萬(wàn)有引力定律基礎上發(fā)展起來(lái)的勢論用于靜電，發(fā)展了靜電學(xué)的解析理論。
18世紀后期電學(xué)的另一個(gè)重要的發(fā)展是意大利物理學(xué)家伏打發(fā)明了電池，在這之前，電學(xué)實(shí)驗只能用摩擦起電機的萊頓瓶進(jìn)行，而它們只能提供短暫的電流。1780年，意大利的解剖學(xué)家伽伐尼偶然觀(guān)察到與金屬相接觸的蛙腿發(fā)生抽動(dòng)。他進(jìn)一步的實(shí)驗發(fā)現，若用兩種金屬分別接觸蛙腿的筋腱和肌肉，則當兩種金屬相碰時(shí)，蛙腿也會(huì )發(fā)生抽動(dòng)。
1792年，伏打對此進(jìn)行了仔細研究之后，認為蛙腿的抽動(dòng)是一種對電流的靈敏反應。電流是兩種不同金屬插在一定的溶液內并構成回路時(shí)產(chǎn)生的，而肌肉提供了這種溶液?；谶@一思想，1799年，他制造了第一個(gè)能產(chǎn)生持續電流的化學(xué)電池，其裝置為一系列按同樣順序疊起來(lái)的銀片、鋅片和用鹽水浸泡過(guò)的硬紙板組成的柱體，叫做伏打電堆。
此后，各種化學(xué)電源蓬勃發(fā)展起來(lái)。1822年塞貝克進(jìn)一步發(fā)現，將銅線(xiàn)和一根別種金屬(鉍)線(xiàn)連成回路，并維持兩個(gè)接頭的不同溫度，也可獲得微弱而持續的電流，這就是熱電效應。
化學(xué)電源發(fā)明后，很快發(fā)現利用它可以作出許多不尋常的事情。1800年卡萊爾和尼科爾森用低壓電流分解水；同年里特成功地從水的電解中搜集了兩種氣體，并從硫酸銅溶液中電解出金屬銅；1807年，戴維利用龐大的電池組先后電解得到鉀、鈉、鈣、鎂等金屬；1811年他用2000個(gè)電池組成的電池組制成了碳極電??；從19世紀50年代起它成為燈塔、劇院等場(chǎng)所使用的強烈光電源，直到70年代才逐漸被愛(ài)迪生發(fā)明的白熾燈所代替。此外伏打電池也促進(jìn)了電鍍的發(fā)展，電鍍是1839年由西門(mén)子等人發(fā)明的。
雖然早在1750年富蘭克林已經(jīng)觀(guān)察到萊頓瓶放電可使鋼針磁化，甚至更早在1640年，已有人觀(guān)察到閃電使羅盤(pán)的磁針旋轉，但到19世紀初，科學(xué)界仍普遍認為電和磁是兩種獨立的作用。與這種傳統觀(guān)念相反，丹麥的自然哲學(xué)家?jiàn)W斯特接受了德國哲學(xué)家康德和謝林關(guān)于自然力統一的哲學(xué)思想，堅信電與磁之間有著(zhù)某種聯(lián)系。經(jīng)過(guò)多年的研究，他終于在1820年發(fā)現電流的磁效應：當電流通過(guò)導線(xiàn)時(shí)，引起導線(xiàn)近旁的磁針偏轉。電流磁效應的發(fā)現開(kāi)拓了電學(xué)研究的新紀元。
奧斯特的發(fā)現首先引起法國物理學(xué)家的注意，同年即取得一些重要成果，如安培關(guān)于載流螺線(xiàn)管與磁鐵等效性的實(shí)驗；阿喇戈關(guān)于鋼和鐵在電流作用下的磁化現象；畢奧和薩伐爾關(guān)于長(cháng)直載流導線(xiàn)對磁極作用力的實(shí)驗；此外安培還進(jìn)一步做了一系列電流相互作用的精巧實(shí)驗。由這些實(shí)驗分析得到的電流元之間相互作用力的規律，是認識電流產(chǎn)生磁場(chǎng)以及磁場(chǎng)對電流作用的基礎。
電流磁效應的發(fā)現打開(kāi)了電應用的新領(lǐng)域。1825年斯特金發(fā)明電磁鐵，為電的廣泛應用創(chuàng )造了條件。1833年高斯和韋伯制造了第一臺簡(jiǎn)陋的單線(xiàn)電報；1837年惠斯通和莫爾斯分別獨立發(fā)明了電報機，莫爾斯還發(fā)明了一套電碼，利用他所制造的電報機可通過(guò)在移動(dòng)的紙條上打上點(diǎn)和劃來(lái)傳遞信息。
1855年湯姆孫(即開(kāi)爾文)解決了水下電纜信號輸送速度慢的問(wèn)題，1866年按照湯姆孫設計的大西洋電纜鋪設成功。1854年，法國電報家布爾瑟提出用電來(lái)傳送聲音的設想，但未變成現實(shí)；后來(lái)，賴(lài)斯于1861年實(shí)驗成功，但未引起重視。1861年貝爾發(fā)明了電話(huà)，作為收話(huà)機，它仍用于現代，而其發(fā)話(huà)機則被愛(ài)迪生的發(fā)明的碳發(fā)話(huà)機以及休士的發(fā)明的傳聲器所改進(jìn)。
電流磁效應發(fā)現不久，幾種不同類(lèi)型的檢流計設計制成，為歐姆發(fā)現電路定律提供了條件。1826年，受到傅里葉關(guān)于固體中熱傳導理論的啟發(fā)，歐姆認為電的傳導和熱的傳導很相似，電源的作用好像熱傳導中的溫差一樣。為了確定電路定律，開(kāi)始他用伏打電堆作電源進(jìn)行實(shí)驗，由于當時(shí)的伏打電堆性能很不穩定，實(shí)驗沒(méi)有成功；后來(lái)他改用兩個(gè)接觸點(diǎn)溫度恒定因而高度穩定的熱電動(dòng)勢做實(shí)驗，得到電路中的電流強度與他所謂的電源的“驗電力”成正比，比例系數為電路的電阻。
由于當時(shí)的能量守恒定律尚未確立，驗電力的概念是含混的，直到1848年基爾霍夫從能量的角度考查，才橙清了電位差、電動(dòng)勢、電場(chǎng)強度等概念，使得歐姆理論與靜電學(xué)概念協(xié)調起來(lái)。在此基礎上，基爾霍夫解決了分支電路問(wèn)題。
杰出的英國物理學(xué)家法拉第從事電磁現象的實(shí)驗研究，對電磁學(xué)的發(fā)展作出極重要的貢獻，其中最重要的貢獻是1831年發(fā)現電磁感應現象。緊接著(zhù)他做了許多實(shí)驗確定電磁感應的規律，他發(fā)現當閉合線(xiàn)圈中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線(xiàn)圈中就產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，感應電動(dòng)勢的大小取決于磁通量隨時(shí)間的變化率。后來(lái)，楞次于1834年給出感應電流方向的描述，而諾埃曼概括了他們的結果給出感應電動(dòng)勢的數學(xué)公式。
法拉第在電磁感應的基礎上制出了第一臺發(fā)電機。此外，他把電現象和其他現象聯(lián)系起來(lái)廣泛進(jìn)行研究，在1833年成功地證明了摩擦起電和伏打電池產(chǎn)生的電相同，1834年發(fā)現電解定律，1845年發(fā)現磁光效應，并解釋了物質(zhì)的順磁性和抗磁性，他還詳細研究了極化現象和靜電感應現象，并首次用實(shí)驗證明了電荷守恒定律。
電磁感應的發(fā)現為能源的開(kāi)發(fā)和廣泛利用開(kāi)創(chuàng )了嶄新的前景。1866年西門(mén)子發(fā)明了可供實(shí)用的自激發(fā)電機；19世紀末實(shí)現了電能的遠距離輸送；電動(dòng)機在生產(chǎn)和交通運輸中得到廣泛使用，從而極大地改變了工業(yè)生產(chǎn)的面貌。
對于電磁現象的廣泛研究使法拉第逐漸形成了他特有的“場(chǎng)”的觀(guān)念。他認為：力線(xiàn)是物質(zhì)的，它彌漫在全部空間，并把異號電荷和相異磁板分別連結起來(lái)；電力和磁力不是通過(guò)空虛空間的超距作用，而是通過(guò)電力線(xiàn)和磁力線(xiàn)來(lái)傳遞的，它們是認識電磁現象必不可少的組成部分，甚至它們比產(chǎn)生或“匯集”力線(xiàn)的“源”更富有研究的價(jià)值。
法拉第的豐碩的實(shí)驗研究成果以及他的新穎的場(chǎng)的觀(guān)念，為電磁現象的統一理論準備了條件。諾埃曼、韋伯等物理學(xué)家對電磁現象的認識曾有過(guò)不少重要貢獻，但他們從超距作用觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，概括庫侖以來(lái)已有的全部電學(xué)知識，在建立統一理論方面并未取得成功。這一工作在19世紀60年代由卓越的英國物理學(xué)家麥克斯韋完成。
麥克斯韋認為變化的磁場(chǎng)在其周?chē)目臻g激發(fā)渦旋電場(chǎng)；變化的電場(chǎng)引起媒質(zhì)電位移的變化，電位移的變化與電流一樣在周?chē)目臻g激發(fā)渦旋磁場(chǎng)。麥克斯韋明確地用數學(xué)公式把它們表示出來(lái)，從而得到了電磁場(chǎng)的普遍方程組——麥克斯韋方程組。法拉第的力線(xiàn)思想以及電磁作用傳遞的思想在其中得到了充分的體現。
麥克斯韋進(jìn)而根據他的方程組，得出電磁作用以波的形式傳播，電磁波在真空中的傳播速度等于電量的電磁單位與靜電單位的比值，其值與光在真空中傳播的速度相同，由此麥克斯韋預言光也是一種電磁波。
1888年，赫茲根據電容器放電的振蕩性質(zhì)，設計制作了電磁波源和電磁波檢測器，通過(guò)實(shí)驗檢測到電磁波，測定了電磁波的波速，并觀(guān)察到電磁波與光波一樣，具有偏振性質(zhì)，能夠反射、折射和聚焦。從此麥克斯韋的理論逐漸為人們所接受。
麥克斯韋電磁理論通過(guò)赫茲電磁波實(shí)驗的證實(shí)，開(kāi)辟了一個(gè)全新的領(lǐng)域——電磁波的應用和研究。1895年，俄國的波波夫和意大利的馬可尼分別實(shí)現了無(wú)線(xiàn)電信號的傳送。后來(lái)馬可尼將赫茲的振子改進(jìn)為豎直的天線(xiàn)；德國的布勞恩進(jìn)一步將發(fā)射器分為兩個(gè)振蕩電路，為擴大信號傳遞范圍創(chuàng )造了條件。1901年馬可尼第一次建立了橫跨大西洋的無(wú)線(xiàn)電聯(lián)系。電子管的發(fā)明及其在線(xiàn)路中的應用，使得電磁波的發(fā)射和接收都成為易事，推動(dòng)了無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的發(fā)展，極大地改變了人類(lèi)的生活。
1896年洛倫茲提出的電子論，將麥克斯韋方程組應用到微觀(guān)領(lǐng)域，并把物質(zhì)的電磁性質(zhì)歸結為原子中電子的效應。這樣不僅可以解釋物質(zhì)的極化、磁化、導電等現象以及物質(zhì)對光的吸收、散射和色散現象；而且還成功地說(shuō)明了關(guān)于光譜在磁場(chǎng)中分裂的正常塞曼效應；此外，洛倫茲還根據電子論導出了關(guān)于運動(dòng)介質(zhì)中的光速公式，把麥克斯韋理論向前推進(jìn)了一步。
在法拉第、麥克斯韋和洛倫茲的理論體系中，假定了有一種特殊媒質(zhì)“以太”存在，它是電磁波的荷載者，只有在以太參照系中，真空中光速才嚴格地與方向無(wú)關(guān)，麥克斯韋方程組和洛倫茲力公式也只在以太參照系中才嚴格成立。這意味著(zhù)電磁規律不符合相對性原理。
關(guān)于這方面問(wèn)題的進(jìn)一步研究，導致了愛(ài)因斯坦在1905年建立了狹義相對論，它改變了原來(lái)的觀(guān)點(diǎn)，認定狹義相對論是物理學(xué)的一個(gè)基本原理，它否定了以太參照系的存在并修改了慣性參照系之間的時(shí)空變換關(guān)系，使得麥克斯韋方程組和洛倫茲力公式有可能在所有慣性參照系中都成立。狹義相對論的建立不僅發(fā)展了電磁理論，并且對以后理論物理的發(fā)展具有巨大的作用。
