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)
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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。
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。