加载中…
个人资料
  • 博客等级:
  • 博客积分:
  • 博客访问:
  • 关注人气:
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
正文 字体大小:

阐明电磁学的发展过程以及麦克斯韦对电磁学的杰出贡献

(2010-03-10 23:11:40)
标签:

杂谈

电磁学的发展过程包括了电场、磁场的性质以及电、磁场相互关系的库仑定律、高斯定律、安培定律、法拉第电磁感应定律,法拉第关于力线和场的概念,电磁场理论等的发现和提出。

格雷研究了电的传导现象,发现了导体与绝缘体的区别,同时也发现了静电感应现象。法国物理学家库仑用扭秤测量了电荷之间的作用力,并且从牛顿的万有引力规律得到启发,用类比的方法得到了电荷相互作用力与距离的平反成反比的规律,后来被称为库仑定律。  欧姆对导线中的电流进行了研究。他从傅立叶发现的热传导规律受到启发,导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差,最后提出了欧姆定律。安培和法拉第奠定了电动力学基础。1820年间,奥斯特在给学生讲课时,意外地发现了电流的小磁针偏转的现象。个消息传到巴黎后,启发了法国物理学家安培。他思考,既然磁与磁之间、电流与磁之间都有作用力,那么电流与电流之间是否也存在作用力呢?他重复了奥斯特的实验,几天后向巴黎科学院提交了第一篇论文,提出了磁针转动方向与电流方向的关系,就是大家在高中学习过的右手定则。再一周后,他向科学院提交了第二篇论文,在该文中,他讨论了平行载流导线之间的相互作用问题。同时,他还发现如果给两个螺线管通电流,它们就会象两个条形磁铁一样相互吸引或者排斥。1822年,安培在实验的基础上,以严密数学形式表述了电流产生磁力的基本定律,即安培定律。法拉第是一个伟大的实验物理学家,他在电磁学方面的主要贡献就是现在称之为法拉第电磁感应定律,并且提出了力线和场的概念。他用实验证明了电不仅可以转化为磁,磁也同样可以转变为电。运动中的电能感应出磁,同样运动中的磁也能感应出电。法拉第的发现为大规模利用电力提供了基础,后来人们利用法拉第电磁感应定律制造了感应发电机,从此蒸气机时代进入了电气化时代。  法拉第精于实验研究,麦克斯韦擅长于理论分析概括,他们相辅相成,导致了科学上的重大突破。873年,麦克斯韦完成了电磁理论的经典著作《电磁学通论》,建立了著名的麦克斯韦方程组,以非常优美简洁的数学语言概括了全部电磁现象。

19世纪中期,描述电场、磁场的性质以及电、磁场相互关系的库仑定律、高斯定律、安培定律、法拉第电磁感应定律已相继建立,法拉第关于力线和场的概念已经提出,创立电磁场理论的条件已趋成熟。麦克斯韦洞悉已有的电磁场理论,发现内部的不对称性和矛盾,大胆提出“位移电流”和“涡旋电场”假说。并用一组方程概括了原有的各个电磁学定律。对电磁场理论进行了一次大综合。实现了科学认识的革命性变革。

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。而麦克斯韦大约于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。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。更预言出电磁波的存在,发现光也是一种电磁波,揭示了光现象和电磁现象之间的联系。

麦克斯韦的贡献不仅在于科学理论本身,而且为后人提供了丰富的科学思想和研究方法。

0

阅读 收藏 喜欢 打印举报/Report
  

新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

新浪公司 版权所有