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麥克斯韋的成就

時間:2023-12-15 15:21閱讀數(shù):587

麥克斯韋被廣泛認(rèn)為是對物理學(xué)最有影響力的物理學(xué)家之一。他的最大功績是提出了將電、磁、光統(tǒng)一為電磁場現(xiàn)象的麥克斯韋方程組。

麥克斯韋的成就

1886年,赫茲經(jīng)過反復(fù)實驗,發(fā)明了一種電波環(huán),用這種電波環(huán)作了一系列的實驗,終于在1888年發(fā)現(xiàn)了人們懷疑和期待已久的電磁波。赫茲的實驗公布后,轟動了全世界的科學(xué)界,由法拉第開創(chuàng)、麥克斯韋總結(jié)的電磁理論,至此取得了決定性的勝利。麥克斯韋的偉大遺愿終于實現(xiàn)了。

回顧電磁學(xué)的歷史,物理學(xué)的歷程一直到1820年的時候都是以牛頓的物理學(xué)思想為基礎(chǔ)的。自然界的“力”——熱、電、光、磁以及化學(xué)作用正在被逐漸歸結(jié)為一系列流體的粒子間的瞬時吸引或排斥。

人們已經(jīng)知道磁和靜電遵守類似引力定律的平方反比定律。在19世紀(jì)以前的40年中,出現(xiàn)了一種反對這種觀點的動向,這種觀點贊成“力的相關(guān)”。

1820年,奧斯特發(fā)現(xiàn)的電磁現(xiàn)象馬上成了這種新趨勢的第一個證明和極為有力的推動力,但當(dāng)時的人又對此捉摸不定和感到困惑。奧斯特所觀察到的電流與磁體間的作用有兩個基本點不同于已知的現(xiàn)象:它是由運動的電顯示出來的,而且磁體既不被引向帶電流的金屬線,也不被它推開,而是對于它橫向定位。

同一年,法國科學(xué)家安培用數(shù)學(xué)方法總結(jié)了奧斯特的發(fā)現(xiàn),并創(chuàng)立了電動力學(xué),此后,安培和他的追隨者們便力圖使電磁的作用與有關(guān)瞬時的超距作用的現(xiàn)存見解調(diào)和起來。

麥克斯韋于1873年出版了科學(xué)名著《電磁理論》。系統(tǒng)、全面、完美地闡述了電磁場理論。這一理論成為經(jīng)典物理學(xué)的重要支柱之一。

麥克斯韋的教育經(jīng)歷

1846年智力發(fā)育格外早的麥克斯韋就向愛丁堡皇家學(xué)院遞交了一份科研論文。1847年16歲中學(xué)畢業(yè),進入愛丁堡大學(xué)學(xué)習(xí)。這里是蘇格蘭的最高學(xué)府。

他是班上年紀(jì)最小的學(xué)生,但考試成績卻總是名列前茅。他在這里專攻數(shù)學(xué)物理,并且顯示出非凡的才華。他讀書非常用功,但并非死讀書,在學(xué)習(xí)之余他仍然寫詩,不知滿足地讀課外書,積累了相當(dāng)廣泛的知識。

在愛丁堡大學(xué),麥克斯韋獲得了攀登科學(xué)高峰所必備的基礎(chǔ)訓(xùn)練。其中兩個人對他影響最深,一是物理學(xué)家和登山家福布斯,一是邏輯學(xué)和形而上學(xué)教授哈密頓。

福布斯是一個實驗家,他培養(yǎng)了麥克斯韋對實驗技術(shù)的濃厚興趣,一個從事理論物理的人很難有這種興趣。他強制麥克斯韋寫作要條理清楚,并把自己對科學(xué)史的愛好傳給麥克斯韋。

哈密頓教授則用廣博的學(xué)識影響著他,并用出色的怪異的批評能力刺激麥克斯韋去研究基礎(chǔ)問題。在這些有真才實學(xué)的人的影響下,加上麥克斯韋個人的天才和努力,麥克斯韋的學(xué)識一天天進步,他用三年時間就完成了四年的學(xué)業(yè)。

在老師的影響下,赫茲對電磁學(xué)進行了深入的研究,在進行了物理事實的比較后,他確認(rèn),麥克斯韋的理論比傳統(tǒng)的“超距理論”更令人信服。于是他決定用實驗來證實這一點。

麥克斯韋的貢獻(xiàn)有多大

他是無可爭議排名世界前三甲的科學(xué)家麥克斯韋,一八三一年他出生于英國,十歲那年中學(xué)讀書穿著土氣,帶著鄉(xiāng)下口音遭受著校園欺凌,直到數(shù)學(xué)競賽考了全校第一,一戰(zhàn)成名成了同學(xué)眼中的神童,十五歲發(fā)表科研論文,十六歲考入英格蘭最高學(xué)府是班上年紀(jì)最小成績最好的學(xué)生。

他挑戰(zhàn)了牛頓,違背了傳統(tǒng)換來的是全世界都不認(rèn)同,一八五四年二十三歲,他對法拉第電學(xué)實驗研究產(chǎn)生了興趣,他認(rèn)真研究法拉第的著作后,他看到了法拉第理論中的真理,同時找到了法拉第的弱點,法拉第的數(shù)學(xué)功底一般,他沒有能力用數(shù)學(xué)語言去定義自己的理論。

數(shù)學(xué)天才麥克斯韋準(zhǔn)備幫他彌補這一點,一八五五年二十四歲的麥克斯韋發(fā)表了第一篇關(guān)于電磁學(xué)的論文,一八六一年,三十歲,發(fā)表了《論物理的力線》。一八六五年,三十四歲,他預(yù)言了電磁波的存在,并推導(dǎo)出電磁波的傳播速度等于光速,光也是電磁波的形式。

因他的理論過于超前,生前并沒有獲得應(yīng)有的榮譽。一八八八年赫茲終于用實驗證明了電磁波的存在轟動世界。