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科学家麦克斯韦

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[[File:詹姆斯·克拉克·麦克斯韦.jpg|缩略图|right|詹姆斯·克拉克·麦克斯韦[https://p1.ssl.qhimg.com/t014a83e2d274c3a2aa.jpg ]]]
'''詹姆斯·克拉克·麦克斯韦''' (James ('''James Clerk Maxwell ''' ,1831 〜1879 ),出生于 [[ 苏格兰]][[爱丁堡]], [[ 英国 ]][[ 物理学家 ]] [[ 数学家 ]] 。经典 [[ 电动力学 ]] 的创始人,统计物理学的奠基人之一 。1831年6月13日生于苏格兰爱丁堡,1879年11月5日卒于剑桥  1847年进入爱丁堡大学学习数学和物理,毕业于剑桥大学。他成年时期的大部分时光是在大学里当教授,最后是在剑桥大学任教。1873年出版的《[[论电和磁]]》,也被尊为继牛顿《[[自然哲学的数学原理]]》之后的一部最重要的物理学经典。麦克斯韦被普遍认为是对物理学最有影响力的物理学家之一。没有电磁学就没有现代电工学,也就不可能有现代文明
1847年进入爱丁堡大学学习数学和物理,毕业于[[剑桥大学]]。他成年时期的大部分时光是在大学里当[[教授]],最后是在剑桥大学任教。1873年出版的《[[论电和磁]]》,也被尊为继[[牛顿]]《[[自然哲学的数学原理]]》之后的一部最重要的物理学经典。麦克斯韦被普遍认为是对物理学最有影响力的物理学家之一。没有电磁学就没有现代电工学,也就不可能有现代文明。
==人物生平==
==='''求学生涯'''===
爱丁堡大学学习。这里是苏格兰的最高学府。他是班上年纪最小的学生,但考试成绩却总是名列前茅。他在这里专攻数学物理,并且显示出非凡的才华。他读书非常用功,但并非死读书,在学习之余他仍然写诗,不知满足地读课外书,积累了相当广泛的知识。在爱丁堡大学,麦克斯韦获得了攀登科学高峰所必备的基础训练。其中两个人对他影响最深,一是物理学家和登山家[[福布斯]],一是逻辑学和形而上学教授[[哈密顿]]。福布斯是一个实验家,他培养了麦克斯韦对实验技术的浓厚兴趣,一个从事理论物理的人很难有这种兴趣。他强制麦克斯韦写作要条理清楚,并把自己对科学史的爱好传给麦克斯韦。哈密顿教授则用广博的学识影响着他,并用出色的怪异的批评能力刺激麦克斯韦去研究基础问题。在这些有真才实学的人的影响下,加上麦克斯韦个人的天才和努力,麦克斯韦的学识一天天进步,他用三年时间就完成了四年的学业,相形之下,爱丁堡大学这个摇篮已经不能满足麦克斯韦的求知欲。为了进一步深造,
1850年,他征得了父亲的同意,离开爱丁堡,到人才济济的剑桥去求学。 [[ 赫兹 ]] [[ 德国 ]] 的一位青年物理学家,麦克斯韦的《[[电磁学通论]]》发表之时,他只16岁。在当时的德国,人们依然固守着牛顿的传统物理学观念,法拉第、麦克斯韦的理论对物质世界进行了崭新的描绘,但是违背了传统,因此在德国等 [[ 欧洲 ]] 中心地带毫无立足之地,甚而被当成奇谈怪论。当时支持电磁理论研究的,只有 [[ 波尔茨曼 ]] [[ 赫尔姆霍茨 ]] 。赫兹后来成了赫姆霍茨的学生。在老师的影响下,赫兹对电磁学进行了深入的研究,在进行了物理事实的比较后,他确认,麦克斯韦的理论比传统的"超距理论"更令人信服。于是他决定用实验来证实这一点。
1886年,赫兹经过反复实验,发明了一种电波环,用这种电波环作了一系列的实验,终于在1888年发现了人们怀疑和期待已久的电磁波。赫兹的实验公布后,轰动了全世界的科学界,由法拉第开创、麦克斯韦总结的电磁理论,至此取得了决定性的胜利。麦克斯韦的伟大遗愿终于实现了。
在这首诗中,麦克斯韦真挚地表达了自己的情爱。 1858年7月4日麦克斯韦与[[凯瑟琳·马丽·迪尤尔]](Katherine Mary Dewar)(后来改为克拉克·麦克斯韦姓即改为麦克斯韦的姓,取名凯瑟琳·克拉克·麦克斯韦,他们结婚时,她34岁--在维多利亚时代已经是一个老处女了。 )正式结婚, 婚礼在阿伯丁举行。
==='''科学研究'''===
1850年转入剑桥大学三一学院数学系学习,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。
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。
[[File:詹姆斯·克拉克·麦克斯韦01.jpg|缩略图|right|詹姆斯·克拉克·麦克斯韦[https://p1.ssl.qhimg.com/t0142570dbd858218e8.jpg ]]]
==='''电磁情缘'''===
回顾电磁学的历史,物理学的历程一直到1820年的时候都是以牛顿的物理学思想为基础的。自然界的"力"--热、电、光、磁以及化学作用正在被逐渐归结为一系列流体的粒子间的瞬时吸引或排斥。人们已经知道磁和静电遵守类似引力定律的平方反比定律。在19世纪以前的40年中,出现了一种反对这种观点的动向,这种观点赞成"力的相关"。1820年,奥斯特发现的电磁现象马上成了这种新趋势的第一个证明和极为有力的推动力,但当时的人又对此捉摸不定和感到困惑。奥斯特所观察到的电流与磁体间的作用有两个基本点不同于已知的现象:它是由运动的电显示出来的,而且磁体既不被引向带电流的金属线,也不被它推开,而是对于它横向定位。同一年,法国科学家安培用数学方法总结了奥斯特的发现,并创立了电动力学,此后,安培和他的追随者们便力图使电磁的作用与有关瞬时的超距作用的现存见解调和起来。
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,从而找到了由微观量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。
=='''麦克斯韦方程组'''==
==='''研究背景'''===
他由于列出了表达电磁基本定律的四元方程组而闻名于世。在麦克斯韦以前的许多年间,人们就对电和磁这两个领域进行了广泛的研究,人们都知道这两者是密切相关的。适用于特定场合的各种电磁定律已被发现,但是在麦克斯韦之前却没有形成完整、统一的学说。麦克斯韦用列出的简短四元方程组(但却非常复杂),就可以准确地描绘出电磁场的特性及其相互作用的关系。这样他就把混乱纷纭的现象归纳成为一种统一完整的学说。麦克斯韦方程在理论和应用科学上都已经广泛应用一个世纪了。
==='''优点'''===
麦克斯韦方程的最大优点在于它的通用性,它在任何情况下都可以应用。在此以前所有的电磁定律都可由麦克斯韦方程推导出来,许多从前没能解决的未知数也能从方程推导过程中寻出答案。
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