文档介绍:法拉第与麦克斯韦的贡献
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1、物理学家法拉第
2、麦克斯韦和法拉第
3、物理学家麦克斯韦
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他们就像伽利略和牛顿一样,相辅相成。
,经过反复实验,都证实了当磁作用力发生变化时,另一个线圈中就有电流产生。他又设计了各种各样实验,比如两个线圈发生相对运动,磁作用力的变化同样也能产生电流。这样,法拉第终于用实验揭开了电磁感应定律。
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物理学家法拉第
法拉第的这个发现扫清了探索电磁本质道路上的拦路虎,开通了在电池之外大量产生电流的新道路。根据这个实验,1831年10月28日法拉第发明了圆盘发动机,这是法拉第第二项重大的电发明。这个圆盘发电机,结构虽然简单,但它却是人类创造出的第一个发电机。现代世界上产生电力的发电机就是从它开始的。
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麦克斯韦和法拉第
1854年,麦克斯韦刚从剑桥毕业不过几星期。他读到了法拉第的《电学实验研究》,立即被书中新颖的实验和见解吸引住了。在当时人们对法拉第的观点和理论看法不一,有不少非议。作为实验大师,法拉第有许多过人的地方,唯独数学功夫不够,他的创见都是用直观形式表达的,比如他在描述电场时首次提出了力线的概念。但一般的理论物理学家都不承认法拉第的学说。
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麦克斯韦和法拉第
麦克斯韦特意给汤姆逊写信,向他求教有关电学的知识。汤姆逊比麦克斯韦大7岁,对麦克斯韦从事电学研究给予过极大的帮助。在汤姆逊的指导下,麦克斯韦得到启示,相信法拉第的新论中有着不为人所了解的真理。
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麦克斯韦和法拉第
1855 ,24岁的麦克斯韦发表《论法拉第的力线》,这是他第一篇关于电磁学的论文。在论文中,麦克斯韦通过数学方法,把电流周围存在力线这个现象,概括为一个高等数学里的矢量微分方程。 《论法拉第的力线》这篇论文,虽然基本上是对法拉第力线概念的数学“翻译”,却是十分重要的一步。因为麦克斯韦一开始就使用了数学方法,而且选定了法拉第学说的精髓——力线思想,当做自己研究的起点。
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麦克斯韦和法拉第
麦克斯韦到伦敦以后特地拜访法拉第。这是一次难忘的会晤。这两位伟人,他们不但在年龄上相差40岁,法拉第主要是实验探索,麦克斯韦擅长理论概括。可是他们对物质世界的看法却产生了共鸣。 4年以前,法拉第曾经称赞过《论法拉第的力线》这篇论文,他没有料到论文的作者竟这样年轻。当麦克斯韦征求他对论文的看法的时候,法拉第沉思地说,“但是,你不应该停留在用数学来解释我的观点,你应该突破它!”
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麦克斯韦和法拉第
法拉第的话像一盏明灯,照亮了青年物理学家麦克斯韦前进的道路。在讨论以太模型的时候,麦克斯韦对自己发现的一个重要事实引起了极大的注意。他分析了法拉第对电介质的研究以后,确认在电场变化着的电介质中,也存在电流,他把这称做“位移电流”。另外,他还计算出这种电流的速度。麦克斯韦惊奇地发现:位移电流的速度恰好等于光速!这意味着他计算出了电磁波的传播速度同光速是相等的,这是个非常了不起的发现,正是这个发现,促使麦克斯韦4年以后断定光就是电磁波。
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物理学家麦克斯韦
1862年,麦克斯韦在英国《哲学杂志》第4卷23期上,发表了第二篇电磁学论文《论物理学的力线》。文章一登出来,立刻引起了广泛的注意。它同1855年的《论法拉第的力线》相比,有了质的飞跃。论文不再是法拉第观点的单纯数学翻译,而是作了重大的引申和发展。其中具有决定意义的一步,是引进了“位移电流”的概念。
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物理学家麦克斯韦
从理论上引出位移电流的概念,实在是电磁学上继法拉第电磁感应以后的一项重大突破。根据这个科学假设,麦克斯韦推导出两个高度抽象的微分方程式 (方程式直到1865年才最后完善),这就是著名的麦克斯韦方程式。这组方程式,从两方面发展了法拉第的成就。一是位移电流,它表明不但变化着的磁场产生电场,而且变化着的电场也产生磁场;二是方程式不但完满地解释了电磁感应现象,而且还在理论上进行了总结。
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物理学家麦克斯韦
1865年,他发表了第三篇电磁学论文《电磁场动力学》在这篇重要文献中,麦克斯韦方程的形式更完善了。他采用法国数学家、力学家拉格朗日(1736~1813)和爱尔兰数学家、物理学家哈密顿(1805~1865)创立的数学方法,由那组方程式直接推导出了电场和磁场的波动方程,电磁波的传播速度根据那个波动方程的系数计算,正好等于光速!这同麦克斯韦4年以前推算的那个比值完全一样。
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