麦克斯韦.ppt

麦克斯韦(James Clerk Maxwell) 1主要简历? 1831 年 11 月 13 日生于苏格兰的爱丁堡,自幼聪颖,父亲是个知识渊博的律师,使麦克斯韦从小受到良好的教育。 10 岁时进入爱丁堡中学学****14 岁就在爱丁堡皇家学会会刊上发表了一篇关于二次曲线作图问题的论文,已显露出出众的才华。? 1847 年进入爱丁堡大学学****数学和物理。? 1850 年转入剑桥大学三一学院数学系学****1854 年以第二名的成绩获史密斯奖学金,毕业留校任职两年。? 1856 年在苏格兰阿伯丁的马里沙耳任自然哲学教授。 1860 年到伦敦国王学院任自然哲学和天文学教授。? 1861 年选为伦敦皇家学会会员。? 1865 年春辞去教职回到家乡系统地总结他的关于电磁学的研究成果,完成了电磁场理论的经典巨著<论电和磁>,并于 1873 年出版。? 1871 年受聘为剑桥大学新设立的卡文迪什试验物理学教授,负责筹建著名的卡文迪什实验室, 1874 年建成后担任这个实验室的第一任主任,直到 1879 年 11 月5日在剑桥逝世。? 1931 年,爱因斯坦在麦克斯韦百年诞辰的纪念会上,评价其建树“是牛顿以来,物理学最深刻和最富有成果的工作。” 2主要成就?麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论,将电学、磁学、光学统一起来,是 19 世纪物理学发展的最光辉的成果,是科学史上最伟大的综合之一。他预言了电磁波的存在。这种理论遇见后来得到了充分的实验验证。他为物理学树起了一座丰碑。造福于人类的无线电技术,就是以电磁场理论为基础发展起来的。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。他在前人成就的基础上,对整个电磁现象作了系统、全面的研究,凭借他高深的数学造诣和丰富的想象力接连发表了电磁场理论的三篇论文: 《论法拉第的力线》( 1855 年 12 月至 1856 年2月); 《论物理的力线》( 1861 至 1862 年); 《电磁场的动力学理论》( 1864 年 12 月8日)。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。据此, 3 ? 1865 年他预言了电磁波的存在,电磁波只可能是横波,并计算了电磁波的传播速度等于光速,同时得出结论:光是电磁波的一种形式,揭示了光现象和电磁现象之间的联系。? 1888 年德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在。麦克斯韦于 1873 年出版了科学名著《电磁理论》。系统、全面、完美地阐述了电磁场理论。这一理论成为经典物理学的重要支柱之一。?在热力学与统计物理学方面麦克斯韦也作出了重要贡献,他是气体动理论的创始人之一。? 1859 年他首次用统计规律得出麦克斯韦速度分布律,从而找到了由微观两求统计平均值的更确切的途径。 1866 年他给出了分子按速度的分布函数的新推导方法,这种方法是以分析正向和反向碰撞为基础的。他引入了驰豫时间的概念,发展了一般形式的输运理论,并把它应用于扩散、热传导和气体内摩擦过程。? 1867 年引入了“统计力学”这个术语。麦克斯韦是运用数学工具分析物理问题和精确地表述科学思想的大师,他非常重视实验,由他负责建立起来的卡文迪什实验室,在他和以后几位主任的领导下,发展成为举世闻名的学术中心之一。 4卡文迪许实验室?麦克斯韦的另一项重要工作是筹建了剑桥大学的第一个物理实验室——著名的卡文迪许实验室。该实验室对整个实验物理学的发展产生了极其重要的影响,众多著名科学家都曾在该实验室工作过。卡文迪许实验室甚至被誉为“诺贝尔物理学奖获得者的摇篮”。作为该实验室的第一任主任,麦克斯韦在 1871 年的就职演说中对实验室未来的教学方针和研究精神作了精彩的论述,是科学史上一个具有重要意义的演说。麦克斯韦的本行是理论物理学,但他却清楚地知道实验称雄的时代还没有过去。他批评当时英国传统的“粉笔”物理学,呼吁加强实验物理学的研究及其在大学教育中的作用,为后世确立了实验科学精神。 5麦克斯韦方程?麦克斯韦方程是英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦在 19 世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。麦克斯韦方程由描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律等四个方程组成。 6突出的才能?麦克斯韦的数学才华,使他很快突破了课本的界限。他还没满 15