高中物理 第4章 电磁波及其应用 麦克斯韦

高中物理 第4章 电磁波及其应用 麦克斯韦

麦克斯韦 ‎ 麦克斯韦JAMES CLERK MAXWELL（1831-1879），伟大的英国物理学家麦克斯韦以创立有关电学和磁学的基本定律的方程组而闻名。‎ 在麦克斯韦之前，电学和磁学已为很多人所研究，都晓得电与磁之间的相互关系，以此将复杂的自然现象变成了易懂的理论。麦克斯韦议程在过去的一个世纪中，被广泛应用在理论和实践之中。‎ 麦克斯韦方程组的特点，在于它是一组普通的方程，适用于所有情况；已知的大部分电学定律都可以从麦克斯韦方程组派生出来。此外，还得出了他之前尚不为人所知的其它若干结论。‎ 麦克斯韦得出的新结论中，其最重要者是：电磁场里的周期性振动是能够发生的；这样的振动叫做电磁波，它可以向宇宙空间延伸，传播。麦克斯韦计算了这种电磁波的速度，发现它为每秒30万公里，与光速相等；由此得出结论，光的本身是由电磁波组成的。‎ 由此看来，麦克斯韦议程组不仅仅是电学和磁学的基本定律，也是光学的基本定律。实际上，所有光学定律都可以从麦克斯韦方程组中推论出来。此外，还发现了以前不为人知的许多真理与相互关系。‎ 可见光并不是唯一的可以进行电磁辐射的光，麦克斯韦方程组表明还有娄种电磁波，其振幅不同于可见光。德国物理学家赫兹用实际发现证实了这个推论，成功地揭示了麦克斯韦预见的非可见电磁波。几年之后，意大利物理学家马克尼宣布那种非可见波可以用在无线电通讯上，于是无线电变成了现实，现在我们也将之用在电视上。X光、r射线，红外线，紫外线都是电磁辐射的例子；依据麦克斯韦方程组，均可以容易地对这些射线进行研究。‎ 麦克斯韦的声誉来自于他在电磁学和光学上的伟大发现。然而他的贡献是多方面的，在天文学和热动力学理论等学科上也有突出功绩。气体运动理论是他特别感兴趣的题目之一。麦克斯韦推断气体并不是都以同样速度运动，有的分子运动快，有的分子运动慢，有的分子运动速度极快。麦克斯韦创造了一种理论，能够确定任何一种以一定速度运动的气体分子破碎的数目，这个公式被称为“麦克斯韦配率”，是今天用得最广泛的公式，在多种学科中具有重要价值。‎ 麦克斯韦1831年生于爱丁堡市，智力成熟早，15岁那年即向爱丁堡市的皇家协会递交了论文。他曾就读剑桥大学，作为教授度过平生大半岁月。结过婚，但无子嗣。他是牛顿和爱国斯坦之间一段时间的最伟大的理论物理学家。不幸的是他患癌症，与世长辞时年仅48岁。‎