詹姆斯·克拉克·麥克斯韋

1、.詹姆斯·克拉克·麥克斯韋詹姆斯·克拉克·麥克斯韋是偉大的英國物理學(xué)家，1831年生于蘇格蘭愛丁堡。他的智力發(fā)育格外早，年僅十五歲時，就向愛丁堡皇家學(xué)院遞交了一份科研論文。他就讀于愛丁堡大學(xué)，畢業(yè)于劍橋大學(xué)。他成年時期的大部分光陰是在大學(xué)里當(dāng)教授，最后是在劍橋大學(xué)任教。他結(jié)過婚，但沒有孩子。他由于列出了表達(dá)電磁根本定律的四元方程組而出名于世。在麥克斯韋以前的許多年間，人們就對電和磁這兩個領(lǐng)域進(jìn)展了廣泛的研究，人們都知道這兩者是親密相關(guān)的。適用于特定場合的各種電磁定律已被發(fā)現(xiàn)，但是在麥克斯韋之前卻沒有形成完好、統(tǒng)一的學(xué)說。麥克斯韋用列出的簡短四元方程組但卻

2、非常復(fù)雜，就可以準(zhǔn)確地描繪出電磁場的特性及其互相作用的關(guān)系。這樣他就把混亂紛紜的現(xiàn)象歸納成為一種統(tǒng)一完好的學(xué)說。麥克斯韋方程在理論和應(yīng)用科學(xué)上都已經(jīng)廣泛應(yīng)用一個世紀(jì)了。麥克斯韋方程的最大優(yōu)點在于它的通用性，它在任何情況下都可以應(yīng)用。在此以前所有的電磁定律都可由麥克斯韋方程推導(dǎo)出來，許多從前沒能解決的未知數(shù)也能從方程推導(dǎo)過程中尋出答案。這些新成果中最重要的是由麥克斯韋自己推導(dǎo)出來的。根據(jù)他的方程可以證明出電磁場的周期振蕩的存在。這種振蕩叫電磁波，一旦發(fā)出就會通過空間向外傳播。根據(jù)方程，麥克斯韋就可以表達(dá)出電磁波的速度接近300000公里186000英里秒，麥克斯韋認(rèn)識到這同所測到的光速是一樣的。

3、由此他得出光本身是由電磁波構(gòu)成的這一正確結(jié)論。因此，麥克斯韋方程不僅是電磁學(xué)的根本定律，也是光學(xué)的根本定律。確實如此，所有先前的光學(xué)定律可以由方程導(dǎo)出，許多先前未發(fā)現(xiàn)的事實和關(guān)系也可由方程導(dǎo)出。在此根底上，麥克斯韋認(rèn)為光是頻率介于某一范圍之內(nèi)的電磁波。這是人類在認(rèn)識光的本性方面的又一大進(jìn)步。正是在這一意義上，人們認(rèn)為麥克斯韋把光學(xué)和電磁學(xué)統(tǒng)一起來了，這是19世紀(jì)科學(xué)史上最偉大的綜合之一?？梢姽獠⒉皇俏ㄒ坏囊环N電磁輻射。麥克斯韋方程說明與可見光的波長和頻率不同的其它電磁波也可能存在。這些從理論上得出的結(jié)論后來被海因利茨·赫茲公開演示證明了。赫茲不僅消費(fèi)出而且檢驗出了麥克斯韋預(yù)言存在的不

4、可見光波。幾年以后，伽格利耶爾摩·馬可尼證明這些不可見光波可以用于無線電通訊，無線電隨之問世。今天我們也用不可見光為電視通訊。X線、線、紅外線、紫外線都是電磁波輻射的其它一些例子。所有這些射線都可以用麥克斯韋方程來加以研究。雖然麥克斯韋成名主要是在于他對電磁學(xué)和光學(xué)做出的宏大奉獻(xiàn)，但是他對許多其它學(xué)科也做出了重要的奉獻(xiàn)，其中包括天文學(xué)和熱力學(xué)。他的特殊興趣之一是氣體運(yùn)動學(xué)。麥克斯韋認(rèn)識到并非所有的氣體分子都按同一速度運(yùn)動。有些分子運(yùn)動慢，有些分子運(yùn)動快，有些以極高速度運(yùn)動。麥克斯韋推導(dǎo)出了求氣體中的分子按某一速度運(yùn)動的百分比公式，這個公式叫做“麥克斯韋分布式，是應(yīng)用最廣泛的科學(xué)公式之

5、一，在許多物理分支中起著重要的作用。麥克斯韋的另一項重要工作是籌建了劍橋大學(xué)的第一個物理實驗室著名的卡文迪許實驗室。該實驗室對整個實驗物理學(xué)的開展產(chǎn)生了極其重要的影響，眾多著名科學(xué)家都曾在該實驗室工作過?？ㄎ牡显S實驗室甚至被譽(yù)為“諾貝爾物理學(xué)獎獲得者的搖籃。作為該實驗室的第一任主任，麥克斯韋在1871年的就職演說中對實驗室將來的教學(xué)方針和研究精神作了精彩的闡述，是科學(xué)史上一個具有重要意義的演說。麥克斯韋的本行是理論物理學(xué)，但他卻清楚地知道實驗稱雄的時代還沒有過去。他批評當(dāng)時英國傳統(tǒng)的“粉筆物理學(xué)，呼吁加強(qiáng)實驗物理學(xué)的研究及其在大學(xué)教育中的作用，為后世確立了實驗科學(xué)精神。一般認(rèn)為麥克斯韋是從牛頓到愛因斯坦這一整個階段中最偉大的理論物理學(xué)家。1879年他在臨近48歲生日之際因病與世長辭。他光輝的生涯就這樣過早地完畢了。麥克斯韋生前沒有享受到他應(yīng)得的榮譽(yù)，因為他的科學(xué)思想和科學(xué)方法的重要意義直到20世紀(jì)科學(xué)革命降臨時才充分表達(dá)出來。然而他沒能看到