偉大的理論物理學(xué)家-麥克斯韋的故事
麥克斯韋被普遍認為是對物理學(xué)最有影響力的物理學(xué)家之一。沒(méi)有電磁學(xué)就沒(méi)有現代電工學(xué)，也就不可能有現代文明。下面由yjbys小編為大家精心收集的偉大的理論物理學(xué)家-麥克斯韋的故事，供大家參考與借鑒~
詹姆斯·克拉克·麥克斯韋是偉大的英國物理學(xué)家，他由于列出了表達電磁基本定律的四元方程組而聞名于世。在麥克斯韋以前的許多年間，人們就對電和磁這兩個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的研究，人們都知道這兩者是密切相關(guān)的。適用于特定場(chǎng)合的各種電磁定律已被發(fā)現，但是在麥克斯韋之前卻沒(méi)有形成完整、統一的學(xué)說(shuō)。麥克斯韋用列出的簡(jiǎn)短四元方程組(但卻非常復雜)，就可以準確地描繪出電磁場(chǎng)的特性及其相互作用的關(guān)系。這樣他就把混亂紛紜的現象歸納成為一種統一完整的學(xué)說(shuō)。麥克斯韋方程在理論和應用科學(xué)上都已經(jīng)廣泛應用一個(gè)世紀了。
麥克斯韋方程的最大優(yōu)點(diǎn)在于它的通用性，它在任何情況下都可以應用。在此以前所有的電磁定律都可由麥克斯韋方程推導出來(lái)，許多從前沒(méi)能解決的未知數也能從方程推導過(guò)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出來(lái)的。根據他的方程可以證明出電磁場(chǎng)的周期振蕩的存在。這種振蕩叫電磁波，一旦發(fā)出就會(huì )通過(guò)空間向外傳播。根據方程，麥克斯韋就可以表達出電磁波的速度接近300000公里(186000英里)/秒，麥克斯韋認識到這同所測到的光速是一樣的'。由此他得出光本身是由電磁波構成的這一正確結論。
因此，麥克斯韋方程不僅是電磁學(xué)的基本定律，也是光學(xué)的基本定律。的確如此，所有先前已知的光學(xué)定律可以由方程導出，許多先前未發(fā)現的事實(shí)和關(guān)系也可由方程導出。
可見(jiàn)光并不是唯一的一種電磁幅射。麥克斯韋方程表明與可見(jiàn)光的波長(cháng)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論后來(lái)被海因利茨·赫茲公開(kāi)演示證明了。赫茲不僅生產(chǎn)出而且檢驗出了麥克斯韋預言存在的不可見(jiàn)光波。幾年以后，伽格利耶爾摩·馬可尼證明這些不可見(jiàn)光波可以用于無(wú)線(xiàn)電通訊，無(wú)線(xiàn)電隨之問(wèn)世。今天我們也用不可見(jiàn)光為電視通訊。X線(xiàn)、γ線(xiàn)、紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)都是電磁波幅射的其它一些例子。所有這些射線(xiàn)都可以用麥克斯韋方程來(lái)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)做出的巨大貢獻，但是他對許多其它學(xué)科也做出了重要的貢獻，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動(dòng)學(xué)。麥克斯韋認識到并非所有的氣體分子都按同一速度運動(dòng)。有些分子運動(dòng)慢，有些分子運動(dòng)快，有些以極高速度運動(dòng)。麥克斯韋推導出了求已知氣體中的分子按某一速度運動(dòng)的百分比公式，這個(gè)公式叫做“麥克斯韋分布式”，是應用最廣泛的科學(xué)公式之一，在許多物理分支中起著(zhù)重要的作用。
麥克斯韋1831年生于蘇格蘭愛(ài)丁堡。他的智力發(fā)育格外早，年僅十五歲時(shí)，就向愛(ài)丁堡皇家學(xué)院遞交了一份科研論文。他就讀于愛(ài)丁堡大學(xué)，畢業(yè)于劍橋大學(xué)。他成年時(shí)期的大部分時(shí)光是在大學(xué)里當教授，最后是在劍橋大學(xué)任教。他結過(guò)婚，但沒(méi)有孩子。一般認為麥克斯韋是從牛頓到愛(ài)因斯坦這一整個(gè)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(cháng)辭。他光輝的生涯就這樣過(guò)早地結束了。
麥克斯韋從小就有很強的求知欲和想象力，愛(ài)思考，好提問(wèn)。據說(shuō)還在他兩歲多的時(shí)候，有一次爸爸領(lǐng)他上街，看見(jiàn)一輛馬車(chē)停在路旁，他就問(wèn)：“爸爸，那馬車(chē)為什么不走呢?”父親說(shuō)：“它在休息。”麥克斯韋又問(wèn)：“它為什么要休息呢?”父親隨口說(shuō)了一句：“大概是累了吧?”“不，”麥克斯韋認真地說(shuō)，“它是肚子疼!”
還有一次，姨媽給麥克斯韋帶來(lái)一籃蘋(píng)果，他一個(gè)勁地問(wèn)：“這蘋(píng)果為什么是紅的?”姨媽不知道怎么回答，就叫他去玩吹肥皂泡。誰(shuí)知他吹肥皂泡的時(shí)候，看到肥皂泡上五彩繽紛的顏色，提的問(wèn)題反而更多了。
上中學(xué)的時(shí)候，他還提過(guò)象“死甲蟲(chóng)為什么不導電”，“活貓和活狗摩擦會(huì )生電嗎”等問(wèn)題。父親很早就教麥克斯韋學(xué)幾何和代數。上中學(xué)以后，課本上的數學(xué)知識麥克斯韋差不多都會(huì )了，因此父親經(jīng)常給他開(kāi)“小灶”，讓他帶一些難題到學(xué)校里去做。每當同學(xué)們歡蹦亂跳地玩的時(shí)候，麥克斯韋卻進(jìn)入了數學(xué)的樂(lè )園，他常常一個(gè)人躲在教室的角落里，或者獨自坐在樹(shù)蔭下，入迷地思考和演算著(zhù)數學(xué)難題。
麥克斯韋主要從事電磁理論、分子物理學(xué)、統計物理學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、彈性理論方面的研究。尤其是他建立的電磁場(chǎng)理論，將電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)統一起來(lái)，是19世紀物理學(xué)發(fā)展的最光輝的成果，是科學(xué)史上最偉大的綜合之一。
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