詹姆斯·克拉克·麥克斯韋的個人名片英國物理學家和數學家。經典電動力學的奠基人,統計物理學的奠基人之一。 1873年出版的《電磁學通論》也被視為繼牛頓《自然哲學數學原理》之后最重要的物理學經典。麥克斯韋通常被認為是物理學界最有影響力的物理學家之一。沒有電磁學,就沒有現代電氣工程,也就沒有現代文明。 (1831?1879)傳記 1846年,智力發展極早的麥克斯韋向愛丁堡皇家科學院提交了一篇科學研究論文。 1847年,16歲的他高中畢業,進入愛丁堡大學。這是蘇格蘭最高的大學。他是班里年紀最小的學生,但考試成績卻總是名列前茅。在這里他專攻數學物理并表現出了非凡的天賦。詹姆斯·克拉克 (James Clerk) 1831 年 6 月 13 日出生于蘇格蘭愛丁堡。他學習很努力,但并不沉迷于讀書。學習之余,他還寫詩,讀得津津有味的課外書,積累了廣泛的知識。在愛丁堡大學,麥克斯韋接受了攀登科學高峰所需的基本訓練。對他影響最深的兩個人是物理學家、登山家福布斯,另一個是邏輯學和形而上學教授漢密爾頓。福布斯是一位實驗學家,他培養了麥克斯韋對實驗技術的濃厚興趣,這是一個從事理論物理的人很難擁有的。
他強迫麥克斯韋寫作連貫,并將他對科學史的興趣傳遞給麥克斯韋。漢密爾頓教授以其廣博的知識影響了他,并以其杰出而獨特的批判能力激發了麥克斯韋研究基本問題。生平簡介 生平簡介 在這些有真才實學的人的影響下,加上麥克斯韋個人的天才和努力,麥克斯韋的知識一天天進步。他用三年時間完成了四年的學業。相比之下,愛丁堡大學的搖籃已經無法滿足麥克斯韋對知識的渴求。為了繼續深造,1850年,他得到父親的許可離開愛丁堡,前往人才輩出的城市劍橋學習。 1850年轉入劍橋大學三一學院數學系。 1854年,他以第二名的成績獲得史密斯獎學金,畢業后留校兩年。 1856年,他被任命為蘇格蘭阿伯丁馬里沙爾劍橋大學三一學院自然哲學教授。 1860年物理學家的簡介,他前往倫敦國王學院擔任自然哲學和天文學教授。 1861年,他當選為倫敦皇家學會會員。 1865年春,他辭去教職回到家鄉留學之路,系統總結了自己在電磁學方面的研究成果,完成了電磁場理論的經典巨著《電磁學通論》,于1873年出版。1871年之后,他被任命為劍橋大學新成立的卡文迪什實驗物理學教授,負責建立著名的卡文迪什實驗室。 1874年實驗室成立后,他擔任實驗室第一任主任,直至1879年11月5日在劍橋去世。
傳記:麥克斯韋于1855年左右開始研究電磁學,在研究了法拉第關于電磁學的新理論和新思想后,他堅信法拉第的新理論蘊含著真理。于是他抱著為法拉第理論“提供數學方法基礎”的愿望,決心以清晰準確的數學形式表達法拉第的天才思想。他的主要成就是在前人成果的基礎上對整個電磁現象進行了系統、全面的研究。他憑借深厚的數學造詣和豐富的想象力,發表了三篇關于電磁場理論的論文:《論法拉第力線》(1855年12月至1856年2月);《論物理學中的力線》(1861年至1862年);《論法拉第力線》(1855年12月至1856年2月);《論物理學中的力線》(1861年至1862年)。電磁場的動態理論》(1864年12月8日)。他對前人和自己的工作進行了全面的總結,用簡潔、對稱、完美的數學形式表達了電磁場理論。經過整理和重寫被后人認為是經典電動力學的主要基礎麥克斯韋方程組,其中E為電場強度(單位伏特/米,V/m);B為磁通密度(單位特斯拉, T),也稱為磁感應強度;H為磁場強度(單位A/米,A/m);D為電位移矢量(單位庫侖/平方米,C/m2); (單位庫侖/立方米,C/m3);J為自由電流表面密度(單位安培/平方米,A/m2); ?是真空介電常數; μ0 為真空磁導率。
據此,他于1865年預言了電磁波的存在,電磁波只能是橫波,并推論電磁波的傳播速度等于光速。他還得出結論,光是電磁波的一種形式,揭示了光現象與電磁現象之間的關系。接觸。這一理論預測后來得到了充分的實驗驗證。他為物理學樹立了一座紀念碑。造福人類的無線電技術的主要成就都是基于電磁場理論發展起來的。 1888年,德國物理學家赫茲通過實驗證實了電磁波的存在。經過八年的努力,麥克斯韋的電磁學專著終于在1873年出版,題為《電磁學通論》。 《電磁學通論》是電磁理論的經典著作。在這部巨著中,麥克斯韋系統地總結了19世紀中葉前后人類對電磁現象探索和研究的軌跡,其中包括庫侖、安培、奧地利學派等。他比較詳細、系統地總結了約翰·施特勞斯、法拉第等人不可磨滅的成就,總結了自己創造性努力的成果和成就,從而建立了完整的電磁理論。這部巨著具有非凡的歷史意義,可以與牛頓的《數學原理》(力學)和達爾文的《物種起源》(生物學)相媲美。麥克斯韋當時只有 42 歲,回到劍橋擔任實驗物理學教授。他的朋友、學生和科學界人士對他的書期待已久,紛紛涌入書店購買,以求一睹為快。 ,所以這本書的第一版很快就賣完了。
卡文迪什實驗室 麥克斯韋悄悄地將自己的努力奉獻給了卡文迪什實驗室。該實驗室于 1872 年破土動工,并于 1874 年竣工。其建設資金由一位鼓勵科學的公爵捐贈。為了添置儀器,麥克斯韋還花光了自己的微薄積蓄。整個準備過程,從設計、建造、儀器購買,到門上的銘文,麥克斯韋都親自操刀。他是該實驗室的創始人和第一任主任。該實驗室在20世紀取得了成果。這里培養了一大批優秀的科學人才,特別是原子能物理方面的人才。麥克斯韋這幾年的主要工作就是整理卡文迪什留下的大量資料。公爵交給他的任務相當繁重。卡文迪什實驗室 卡文迪什是18世紀英國著名的物理學家和化學家,性格古怪。他曾發現氫氣,測定了水的化學成分,第一個計算出地球的質量,在靜電學方面也非常活躍。他從未結過婚,性格害羞,喜歡獨居。他去世后留下了20多篇未發表的科學手稿,大部分與數學和電學有關。其中許多價值不菲,被埋藏了近半個世紀。整理這些信息是一項非常詳細且困難的任務。為了完成這項工作,麥克斯韋做出了巨大的犧牲:他放棄了研究,耗盡了精力。一顆恒星的隕落 麥克斯韋的晚年生活充滿了麻煩。
他的教誨沒有人理解,他的妻子也病了很長時間。這雙重的不幸使他疲憊不堪。盡管如此,他的講座和實驗室工作從未中斷。過度的焦慮和疲勞最終損害了他的健康。但他依然如此頑強地工作著。 1879年是麥克斯韋生命的最后一年。今年的春天來得特別晚,而且特別寒冷。他的健康狀況明顯惡化,但他繼續推廣電磁理論。此時,聽他演講的聽眾只有兩個。一個是來自美國的研究生,另一個是后來發明電子管的弗萊明。這是多么奇妙的一幕啊!空蕩蕩的報告廳里,只有前排坐著兩個學生。麥克斯韋腋下夾著講義走上講臺,仿佛他不是在向兩個觀眾物理學家的簡介,而是向全世界解釋他的理論。 1879 年 11 月 5 日,麥克斯韋因癌癥去世,享年 48 歲。物理學史上一位可以與牛頓相媲美的明星隕落了。非常可惜的是,他在盛年時英年早逝。他的理論為現代科學技術開辟了新的道路,但他的成就在他生前并沒有受到重視。這位科學巨人生前的榮譽遠不及法拉第。直到他去世多年后,赫茲證明了電磁波的存在,人們才意識到電磁波的存在,并承認他是“繼牛頓之后世界上最偉大的數學物理學家”。一顆恒星的隕落 赫茲是德國一位年輕的物理學家。
麥克斯韋發表《電磁學通論》時年僅16歲。當時的德國,人們還固守著牛頓的傳統物理觀念。法拉第和麥克斯韋的理論提供了對物質世界的新描述,但它們違反了傳統。因此,他們在德國和其他歐洲中心沒有地位,甚至被解雇。把它當作一個奇怪的談話。當時支持電磁理論研究的只有玻爾茲曼和亥姆霍茲。赫茲后來成為亥姆霍茲的學生。在老師的影響下,海因里希·魯道夫·赫茲對電磁學進行了深入的研究。在對比物理事實后,他證實麥克斯韋理論比傳統的“超距離理論”更有趣。人們深信不疑。于是他決定用實驗來證實這一點。 1886年,經過反復實驗,赫茲發明了無線電波戒指。他用這個無線電波環進行了一系列實驗,終于在1888年發現了人們所懷疑和期待已久的電磁波。赫茲的實驗公布后,引起了全世界科學界的轟動。由法拉第開創并由麥克斯韋總結的電磁理論取得了決定性的勝利。麥克斯韋最后的偉大愿望終于實現了。麥克斯韋于 1879 年 11 月 5 日去世,同年愛因斯坦出生。科學史上另一個這樣的巧合發生在 1642 年,這一年伽利略去世,牛頓出生。