高中物理 3.2《电磁场与电磁波》素材 粤教版选修3-4

麦克斯韦简介麦克斯韦(James Clerk Maxwel 1831～1879)英国物理学家，1831 年 6 月 13 日生于英国爱丁堡的一个地主家庭，8 岁时，母亲去世，在父亲的诱导下学习科学，16 岁时进入爱丁堡大学，1850 年转入剑桥大学研习数学，1854 年以优异成绩毕业于该校三一学院数学系，并留校任职。1856 年到阿伯丁的马里沙耳学院任自然哲学教授。1860 年到伦敦任皇家学院自然哲学及天文学教授。1865 年辞去教职还乡，专心治学和著述。1871 年受聘为剑桥大学的实验物理学教授，负责筹建该校的第一所物理学实验室——卡文迪许实验室，1874 年建成后担任主任。1879 年第 11 月 5 日在剑桥逝世，终年只有 49 岁。科学成就麦克斯韦自幼聪颖，15 岁就发表过数学论文，一生从事过许多方面的物理学研究工作:1．麦克斯韦在物理学中的最大贡献是建立了统一的经典电磁场理论和光的电磁理论，预言了电磁波的存在。而这种理论预见后来得到了充分的实验证实。1873 年，麦克斯韦完成巨著《电磁学通论》，这是一部可以同牛顿的《自然哲学的数学原理》相媲美的书，具有划时代的意义。2．麦克斯韦在电磁学实验方面也有重要贡献。他建立了实验验证的严格理论，并重复卡文迪许的实验，将实验精度提高了 3 个数量级。他的验证理论成为后世精确验证静电力平方反比定律的依据。此外他还发明了麦克斯韦电桥。3．麦克斯韦在分子动理论方面的功绩也是不可磨灭的。他运用数学统计的方法导出了分子运动的麦克斯韦速度分布律。还研究过土星的光环和视觉理论，创立了定量色度学。。他负责建立起来的卡文迪许实验室，在他和以后几位主任的领导下，发展成为名闻世界的学术中心之一。在其短暂的生涯中，麦克斯韦迈出了物理学中从未有人走过的最重要的几步，他的成就无论在深度和广度上都可以和爱因斯坦相比拟，甚至难以想象，如果不是受到麦克斯韦工作的启发，爱因斯坦会取得那么巨大的成功。爱因斯坦在自传中说：“在我求学的时代，最吸引人的题目就是麦克斯韦的理论”，“特殊的相对论起原于麦克斯韦的电磁场方程”。1931 年，在纪念麦克斯韦诞生 100 周年时，爱因斯坦把麦克斯韦的电磁场贡献评价为“自牛顿时代”以来物理学所经历的最深刻最有成效的变化。” 趣闻轶事 1854 年，麦克斯韦毕业后不久，就读到了法拉第的名著《电学实验研究》。法拉第在这书中，把他数十年研究电磁现象的心得归结为“力线”的概念。法拉第做了一个构思精细、设计巧妙的实验：把铁...