物理学家麦克斯韦介绍共19页文档
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物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的主要成就介绍詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(1831?1879),出生于苏格兰爱丁堡,英国物理学家、数学家。
经典电动力学的创始人,统计物理学的奠基人之一。
麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。
尤其是他建立的电磁场理论,将电学、磁学、光学统一起来,是19世纪物理学发展的最光辉的成果,是科学史上最伟大的综合之一。
他预言了电磁波的存在。
这种理论预见后来得到了充分的实验验证。
他为物理学树起了一座丰碑。
造福于人类的无线电技术,就是以电磁场理论为基础发展起来的。
麦克斯韦大约于1855年开始研究电磁学,在潜心研究了法拉第关于电磁学方面的新理论和思想之后,坚信法拉第的新理论包含着真理。
于是他抱着给法拉第的理论"提供数学方法基础"的愿望,决心把法拉第的天才思想以清晰准确的数学形式表示出来。
他在前人成就的基础上,对整个电磁现象作了系统、全面的研究,凭借他高深的数学造诣和丰富的想象力接连发表了电磁场理论的三篇论文:《论法拉第的力线》(1855年12月至1856年2月);《论物理的力线》(1861至1862年);《电磁场的动力学理论》(1864年12月8日)。
对前人和他自己的工作进行了综合概括,将电磁场理论用简洁、对称、完美数学形式表示出来,经后人整理和改写,成为经典电动力学主要基础的麦克斯韦方程组。
据此,1865年他预言了电磁波的存在,电磁波只可能是横波,并推导出电磁波的传播速度等于光速,同时得出结论:光是电磁波的一种形式,揭示了光现象和电磁现象之间的联系。
1888年德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在。
詹姆斯·麦克斯韦超越时代的詹姆斯·麦克斯韦最近,英国广播公司评选出了近一千年最伟大的十位思想家,英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦(JamesMaxwell)榜上有名。
由于不少人对麦克斯韦的科学贡献、对麦克斯韦于人类社会的深刻思想影响知之不多,故在此作一简单介绍。
19世纪末是经典物理学向现代物理学转化的时期,麦克斯韦则是科学革命前的重要转折人物。
一方面,他是近代物理学的巨匠、经典物理学大厦的主要完成者之一;另一方面,他由于加速了牛顿力学观的崩溃而成为现代物理学的先驱。
麦克斯韦对科学的伟大贡献在于他提出和发展了新的世界观,为未来的科学研究指明了方向。
他的电磁学理论通向相对论;他的气体动力学理论对量子论起过作用;他筹建并领导的卡文迪许实验室引导了实验原子物理学的发展。
这一切使他成为牛顿之后、爱因斯坦之前最重要的物理学家。
麦克斯韦于1831年6月13日出生在苏格兰爱丁堡的一个名门望族,从小便显露出数学天才。
他在14岁时就写了第一篇科学论文,次年发表在爱丁堡皇家学会的刊物上。
1847年中学毕业后进入爱丁堡大学学习数学、物理学和哲学。
1850年转入剑桥大学三一学院,主攻数学和物理学。
1854年以优异成绩毕业。
19世纪上半叶,电磁学的实验研究发展迅速,二三十年代发现了电流的磁效应和电磁感应现象,打破了电与磁是孤立现象的传统观念。
但是电磁学的理论研究进展相对缓慢,无法建立把电现象和磁现象统一起来的理论体系。
到1850年前后,电和磁的实验和理论研究都积累了大量的、然而又是不全面的成果,迫切要求在更加普遍的观点下加以概括和总结。
但是当时的人们受牛顿力学观的影响,认为电力和磁力的作用和引力作用一样是“超距作用”。
正是这种传统观念阻碍了电和磁的统一。
直到法拉第提出“场”的概念之后,这种错误的观念才被打破,但是法拉第的思想却为当时绝大多数科学家所轻视。
麦克斯韦从剑桥大学毕业后不久就开始研究电磁学。
麦克斯韦简介詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell 1831--1879)詹姆斯·克拉克·麦克斯韦是19世纪伟大的英国物理学家、数学家。
1831年11月13日生于苏格兰的爱丁堡,自幼聪颖,父亲是个知识渊博的律师,使麦克斯韦从小受到良好的教育。
10岁时进入爱丁堡中学学习14岁就在爱丁堡皇家学会会刊上发表了一篇关于二次曲线作图问题的论文,已显露出出众的才华。
1847年进入爱丁堡大学学习数学和物理。
1850年转入剑桥大学三一学院数学系学习,1854年以第二名的成绩获史密斯奖学金,毕业留校任职两年。
1856年在苏格兰阿伯丁的马里沙耳任自然哲学教授。
1860年到伦敦国王学院任自然哲学和天文学教授。
1861年选为伦敦皇家学会会员。
1865年春辞去教职回到家乡系统地总结他的关于电磁学的研究成果,完成了电磁场理论的经典巨著《论电和磁》,并于1873年出版,1871年受聘为剑桥大学新设立的卡文迪什试验物理学教授,负责筹建著名的卡文迪什实验室,1874年建成后担任这个实验室的第一任主任,直到1879年11月5日在剑桥逝世。
麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。
尤其是他建立的电磁场理论,将电学、磁学、光学统一起来,是19世纪物理学发展的最光辉的成果,是科学史上最伟大的综合之一。
他预言了电磁波的存在。
这种理论遇见后来得到了充分的实验验证。
他为物理学树起了一座丰碑。
造福于人类的无线电技术,就是以电磁场理论为基础发展起来的。
麦克斯韦大约于1855年开始研究电磁学,在潜心研究了法拉第关于电磁学方面的新理论和思想之后,坚信法拉第的新理论包含着真理。
于是他抱着给法拉第的理论“提供数学方法基础”的愿望,决心把法拉第的天才思想以清晰准确的数学形式表示出来。
他在前人成就的基础上,对整个电磁现象作了系统、全面的研究,凭借他高深的数学造诣和丰富的想象力接连发表了电磁场理论的三篇论文:《论法拉第的力线》(1855年12 月至1856年2月);《论物理的力线》(1861至1862年);《电磁场的动力学理论》(1864年12月8日)。
麦克斯韦(麦科斯威,MACROWELL), 英国物理学家、数学家。
科学史上,称牛顿把天上和地上的运动规律统一起来,是实现第一次大综合,麦克斯韦把电、光统一起来,是实现第二次大综合,因此应与牛顿齐名。
1873年出版的《论电和磁》,也被尊为继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的一部最重要的物理学经典。
没有电磁学就没有现代电工学,也就不可能有现代文明。
麦克斯韦(麦科斯威,MACROWELL)突破麦克斯韦早在1849年在爱丁堡的福布斯实验室就开始了色混合实验。
在那个时候,爱丁堡有许多研究颜色的学者,除了福布斯、威尔逊和布儒斯特外,还有一些对眼睛感兴趣的医生和科学家。
实验主要就是在于观察一个快速旋转圆盘上的几个着色扇形所生成的颜色。
麦克斯韦和福布斯首先做出的一个实验是使红、黄、蓝组合产生灰色。
他们的实验失败了,而其中的主要原因是:蓝与黄混合并不象常规那样生成绿色,而是当两者都不占优势时产生一种淡红色,这种组合加上红色不可能产生任何灰色。
麦克斯韦起初想到他的母校爱丁堡大学去谋职,因为那里他的老师福布斯已退职,需要一个自然哲学教授。
同时应选的有三个人,校方决定用考试来决定录用谁。
在笔试方面;麦克斯韦的学问理所当然是第一,但是在口才上,麦克斯韦再次吃了亏。
考试结果,麦克斯韦是最后一名,他的讲课能力实在太差了。
当时甚至爱丁堡的一家杂志都发表评论文章,为爱丁堡大学失去这样一个人才而惋惜。
不过被选上的人也不差,那就是他中学和大学的同学泰特。
麦克斯韦离开阿伯丁,又因此离开家乡爱丁堡,他被聘为伦敦皇家学院的教授,妻子也一同前往。
麦克斯韦于是开始了新的生活,在伦敦皇家学院,他完成了可以使他最终在物理学史上发射出光芒的电磁学理论。
麦克斯韦(麦科斯威,MACROWELL)《电磁学通论》经过了八年的艰苦努力,1873年麦克斯韦的一部电磁学专著终于问世了,书名叫作《电磁学通论》。
在《电磁学通论》中,麦克斯韦比以前更为彻底地应用了拉格朗日的方程,推广了动力学的形式体系。
麦克斯韦一. 生平简介麦克斯韦(James Clerk Maxwel 1831~1879)英国物理学家,1831年6月13日生于英国爱丁堡的一个地主家庭,8岁时,母亲去世,在父亲的诱导下学习科学,16岁时进入爱丁堡大学,1850年转入剑桥大学研习数学,1854年以优异成绩毕业于该校三一学院数学系,并留校任职。
1856年到阿伯丁的马里沙耳学院任自然哲学教授。
1860年到伦敦任皇家学院自然哲学及天文学教授。
1865年辞去教职还乡,专心治学和著述。
1871年受聘为剑桥大学的实验物理学教授,负责筹建该校的第一所物理学实验室——卡文迪许实验室,1874年建成后担任主任。
1879年第11月5日在剑桥逝世,终年只有49岁。
二. 科学成就麦克斯韦自幼聪颖,15岁就发表过数学论文,一生从事过许多方面的物理学研究工作:1.麦克斯韦在物理学中的最大贡献是建立了统一的经典电磁场理论和光的电磁理论,预言了电磁波的存在。
而这种理论预见后来得到了充分的实验证实。
1873年,麦克斯韦完成巨著《电磁学通论》,这是一部可以同牛顿的《自然哲学的数学原理》相媲美的书,具有划时代的意义。
2.麦克斯韦在电磁学实验方面也有重要贡献。
他建立了实验验证的严格理论,并重复卡文迪许的实验,将实验精度提高了3个数量级。
他的验证理论成为后世精确验证静电力平方反比定律的依据。
此外他还发明了麦克斯韦电桥。
3.麦克斯韦在分子动理论方面的功绩也是不可磨灭的。
他运用数学统计的方法导出了分子运动的麦克斯韦速度分布律。
还研究过土星的光环和视觉理论,创立了定量色度学。
他负责建立起来的卡文迪许实验室,在他和以后几位主任的领导下,发展成为名闻世界的学术中心之一。
在其短暂的生涯中,麦克斯韦迈出了物理学中从未有人走过的最重要的几步,他的成就无论在深度和广度上都可以和爱因斯坦相比拟,甚至难以想象,如果不是受到麦克斯韦工作的启发,爱因斯坦会取得那么巨大的成功。
爱因斯坦在自传中说:“在我求学的时代,最吸引人的题目就是麦克斯韦的理论”,“特殊的相对论起原于麦克斯韦的电磁场方程”。
麦克斯韦(1831-1879)是继法拉第之后,集电磁学大成的伟大科学家。
他依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果,建立了第一个完整的电磁理论体系,不仅科学地预言了电磁波的存在,而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性,完成了物理学的又一次大综合。
这一理论自然科学的成果,奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。
麦克斯韦1831年6月出生于英国爱丁堡,他的父亲原是律师,但他的主要兴趣是在制作各种机械和研究科学问题,他这种对科学的强烈爱好,对麦克斯韦一生有深刻的影响。
麦克斯韦10岁进入爱丁堡中学, 14岁在中学时期就发表了第一篇科学论文《论卵形曲线的机械画法》,反映了他在几何和代数方面的丰富知识。
16岁进入爱丁堡大学学习物理,三年后,他转学到剑桥大学三一学院。
在剑桥学习时,打下了扎实的数学基础,为他尔后把数学分析和实验研究紧密结合创造了条件。
他阅读了W.汤姆生的科学著作,他十分赞同法拉第提出的新观点,并且精心研究法拉第的《电学的实验研究》一书。
他以法拉第的力线概念为指导,透过这些似乎杂乱无章的实验记录,看出了它们之间实际上贯穿着一些简单的规律。
于是,他发表了第一篇电磁学论文《论法拉第的力线》。
在这篇论文中,法拉第的力线概念获得了精确的数学表述,并且由此导出了库仑定律和高斯定律。
这篇文章还只是限于把法拉第的思想翻译成数学语言,还没有引导到新的结果。
1862年他发表了第二篇论文《论物理力线》,不但进一步发展了法拉第的思想,扩充到磁场变化产生电场,而且得到了新的结果:电场变化产生磁场,由此预言了电磁波的存在,并证明了这种波的速度等于光速,揭示了光的电磁本质。
这篇文章包括了麦克斯韦研究电磁理论达到的主要结果。
1864年他的第三篇论文《电磁场的动力学理论》,从几个基本实验事实出发,运用场论的观点,以演绎法建立了系统的电磁理论。
1873年出版的《电学和磁学论》一书是集电磁学大成的划时代著作,全面地总结了19世纪中叶以前对电磁现象的研究成果,建立了完整的电磁理论体系。
科学家介绍麦克斯韦(James Clerk Maxwell.1831-1879年)在法拉第发现电磁感应现象的1831年,麦克斯韦在英国的爱丁堡出生了。
他从小聪明好问。
父亲是个机械设计师,很赏识自己儿子的才华,常带他去听爱丁堡皇家学会的科学讲座。
10岁时送他到爱丁堡中学。
在中学阶段,他就显示出了在数学和物理方面的才能,十五岁那年就写了一篇关于卵形线作图法的论文,被刊登在《爱丁堡皇家学会学报》上。
1847年,16岁的麦克斯韦考入爱丁堡大学。
1850年又转入剑桥大学。
他学习勤奋,成绩优异,经著名数学家霍普金斯和斯托克斯的指点,很快就掌握了当时先进的数学理论。
这为他以后的发展打下了良好的基础。
1854年在剑桥大学毕业后,曾先后任亚伯丁马里夏尔学院、伦敦皇家学院和剑桥大学物理学教授。
他的口才不行,讲课效果较差。
麦克斯韦在电磁学方面的贡献是总结了库仑、高斯、安培、法拉第、诺埃曼、汤姆孙等人的研究成果,特别是把法拉第的力线和场的概念用数学方法加以描述、论证、推广和提升,创立了一套完整的电磁场理论。
他自己在1873年谈论它他的巨著《电学和磁学通论》时曾说过:“主要是怀着给(法拉第的)这些概念提供数学方法基础的愿望,我开始写作这部论著。
”1855~1856年,他发表了第一篇关于电磁理论的论文:《论法拉第的力线》。
在这篇文章中,他把法拉第的力线和不可压缩流体中的流线进行类比,用数学形式--矢量场--来描述电磁场,并总结了6个数学公式(有代数式、微分式和积分式)来表示电流、电场、磁场、磁通量以及矢势之间的关系。
这是他把法拉第的直观图像数学化的一次尝试,此后麦克斯韦电磁场理论就是在这个基础上发展起来的。
1860年麦克斯韦转到伦敦皇家学院任教。
一到伦敦,他就带着这篇论文拜访年近古稀的法拉第。
法拉第4年前看到过这篇论文,会见时对麦克斯韦大加赞赏的说:“我不认为自己的学说一定是真理,但你是真正理解它的人。
”“这是一篇出色的文章,但你不应该停留在用数学来解释我的观点,而应该突破它。