詹姆斯·克拉克·麦克斯韦,电磁学硕士

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦是苏格兰物理学家,最著名的是他将电磁场和电磁场结合起来,创立了电磁场理论。...

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦是苏格兰物理学家,最著名的是他将电磁场和电磁场结合起来,创立了电磁场理论。

Portrait of James Clerk Maxwell

早期生活与学习

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于1831年6月13日出生在爱丁堡一个经济实力雄厚的家庭。然而,他童年的大部分时间都是在格兰莱尔度过的,格兰莱尔是沃尔特·纽瓦尔为麦克斯韦的父亲设计的家庭庄园。年轻的麦斯威尔的研究首先把他带到了爱丁堡学院(在14岁的时候,他在爱丁堡皇家学会学报上发表了他的第一份学术论文),后来又到了爱丁堡大学和剑桥大学。1856年,作为一名教授,马克斯韦尔开始填补阿伯丁马里沙尔学院自然哲学的空缺。他将继续担任这一职务直到1860年​ 当阿伯丁将其两所学院合并为一所大学时(只留下一个自然哲学教授职位的空间,该职位属于大卫·汤姆森)。

这次被迫搬迁证明是值得的:麦斯威尔很快获得了伦敦国王学院物理学和天文学教授的称号,这一任命将成为他一生中最有影响力的理论的基础。

电磁学

他在两年(1861-1862)的时间里写了一篇关于物理力线的论文,并最终分几个部分发表,介绍了他的电磁学的关键理论。他的理论的原则包括:(1)电磁波以光速传播;(2)光与电和磁现象存在于同一介质中。

1865年,麦克斯韦从国王学院辞职,继续写作:在他辞职的那一年,电磁场的动力学理论;1870年关于力的倒数图形、框架和图表;1871年的热理论;1876年的物质和运动。1871年,麦克斯韦成为剑桥大学卡文迪什物理学教授,负责卡文迪什实验室的工作。与此同时,1873年发表的一篇关于电磁学的论文对麦克斯韦的四个偏微分方程做出了迄今为止最充分的解释,这将继续对阿尔伯特·爱因斯坦的相对论产生重大影响。1879年11月5日,经过一段时间的持续患病,马克斯韦尔死于腹部癌症,享年48岁。

按照爱因斯坦和艾萨克·牛顿·麦克斯韦(Isaac Newton Maxwell)的顺序,他被认为是世界上有史以来最伟大的科学头脑之一,他的贡献超出了电磁理论领域,包括:一项备受赞誉的土星环动力学研究;第一张彩色照片的拍摄有些偶然,尽管仍然很重要;以及他的气体动力学理论,这导致了一个关于分子速度分布的定律。尽管如此,他的电磁理论最重要的发现,即光是一种电磁波,电场和磁场以光速以波的形式传播​无线电波可以穿越太空是他最重要的遗产。没有什么比爱因斯坦自己的话更能概括麦克斯韦一生工作的巨大成就了:“现实概念的这一变化是自牛顿时代以来物理学经历的最深刻和最富有成果的。”

  • 发表于 2021-09-22 17:16
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