詹姆斯·克拉克·麦克斯韦

简介

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell),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。1831年6月13日生于苏格兰爱丁堡,1879年11月5日卒于剑桥。

麦克斯韦方程组

麦克斯韦的主要贡献是建立了麦克斯韦方程组,创立了经典电动力学,并且预言了电磁波的存在,提出了光的电磁说。麦克斯韦是电磁学理论的集大成者。他出生于电磁学理论奠基人法拉第提出电磁感应定理的1831年,后来又与法拉第结成忘年之交,共同构筑了电磁学理论的科学体系。物理学历史上认为牛顿的经典力学打开了机械时代的大门,而麦克斯韦电磁学理论则为电气时代奠定了基石。

卡文迪许实验室

卡文迪许实验室(Cavendish Laboratory)即是剑桥大学的物理系,由电磁学之父詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于1871年创立,1874年建成实验室。为纪念伟大的物理学家、化学家、剑桥大学校友亨利·卡文迪许,而命名为卡文迪许实验室。剑桥大学时任校长威廉·卡文迪许(第7代德文郡公爵)是亨利·卡文迪许的亲属,私人捐助了8450英镑以帮助实验室的筹建。麦克斯韦而后获聘为剑桥大学第一任卡文迪许物理教授(即实验室主任)。由于麦克斯韦的崇高地位和卡文迪许实验室的光辉历史,卡文迪许物理教授已成为如卢卡斯数学教授般备受尊敬且代代相传的荣誉头衔,至今已传至第九代。实验室的研究领域包括天体物理学、粒子物理学、固体物理学、生物物理学。卡文迪许实验室是近代科学史上第一个社会化和专业化的科学实验室,催生了大量足以影响人类进步的重要科学成果,包括发现电子、中子、发现原子核的结构、发现DNA的双螺旋结构和x光的散射等,为人类的科学发展作出了举足轻重的贡献。

人物著作

时间著作名称备注
1862年《论物理的力线》把磁场中的转动这一假说从寻常的物质推广到以太。他考虑了深置于不可压缩流体中涡旋的排列。在正常情况下,压强在各方向是相同的,但转动引起的离心力使每一涡旋发生纵向收缩并施加经向压强,这正模拟了法拉第力线学说中所提的应力分布。由于使每一涡旋的角速度同局部磁场强度成正比,麦克斯韦得出了同已有的关于磁体、稳恒电流及抗磁体之间力的理论完全相同的公式。根据流体的观察实验,麦克斯韦认为各涡旋之所以能沿同一指向自由转动,是因为各涡旋由一层微小的粒子同与它相邻的涡旋格开,这种粒子与电完全相同。
1863年《论电学量的基本关系》他推广傅立叶在热的理论中开始的程序,宣布了同质量、长度、时间度有关的电学量和磁学量的定义,以便于提供对那种二元的电学单位制的第一个最完整透彻的说明。他引入了成为标准的记号,把量纲关系表示为用括弧括起来的质量、长度、时间量度的幂(音mì)的乘积,带有各自的无量纲的乘数。在这一年,麦克斯韦已经找到了在电磁量与光速之间的一个纯唯象性质的环节。
1865年《电磁场的动力学理论》为解决与光速之间的纯唯象问题提供了一个新的理论框架。它以实验和几个普遍的动力学原理为根据,证明了不需要任何有关分子涡旋或电粒子之间的力的专门假设,电磁波在空间的传播就会发生。在这篇论文中,麦克斯韦完善了他的方程式。他采用拉格朗日和哈密顿创立的数学方法,由该方程组直接导出了电场和磁场的波动方程,其波动的传播速度为一个介电系数和导磁系数的几何平均的倒数,这一速度正当等于光速。这一结果又再一次与麦克斯韦推算结果完全一致。至此电磁波的存在是确定无疑的了。由此,麦克斯韦大胆的断定,光也是一种电磁波。法拉第当年关于光的电磁论的朦胧猜想,经过麦克斯韦精心地计算而变成为科学的推论
1873年《电磁学通论》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。麦克斯韦系统地总结了人类在19世纪中叶前后对电磁现象的探索研究轨迹,其中包括库仑、安培、奥斯特、法拉第等人的不可磨灭的功绩,更为细致、系统地概括了他本人的创造性努力的结果和成就,从而建立起完整的电磁学理论。
温馨提示:本文最后更新于2021-10-26 00:08:27,某些文章具有时效性,若有错误或已失效,请在下方留言或联系Dream Fly
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