●备课资料
1.麦克斯韦电磁理论的建立
麦克斯韦(James Clark Mexwell,1831~1879)是英国的理论物理学家、数学家.1831年6月13日生于英国爱丁堡.他的父亲是一个科学家,他从小就受到科学的熏陶,15岁时向英国皇家学会递交数学论文,发表在《爱丁堡皇家学会学报》上,第一次显露出他出众的才华.1847年,考入爱丁堡大学学习数学和物理学.1850年转入剑桥大学,1854年毕业后留校工作,1856~1865年,他先后在阿丁见大学和伦敦皇家学院任教.1871年,麦克斯韦任剑桥物理实验室主任,1874年,他主持建立的卡文迪许实验室竣工,任该实验室首任主任.1879年11月5日,麦克斯韦在剑桥逝世.
麦克斯韦在电磁场理论方面的工作深受法拉第的影响.他信服法拉第的思想,决心为法拉第的场的概念提供数学方法的基础.尤其是他在伦敦皇家学院任教期间,有机会拜访了法拉第以后,更加强了他的这种信念.年轻的麦克斯韦以他卓越的数学才能和严密的逻辑推理,对法拉第的直观形象的电磁场理论加以高度概括,并总结了当时电磁学的研究成果,建立了电磁场方程,确立了电磁场理论.
麦克斯韦关于电磁场理论共发表了四篇文章,即1855年发表的《法拉第力线》,1862年发表的《论物理的力线》,1865年发表的《电磁场动力学》和1873年发表的《电磁场通论》.由此可见,麦克斯韦对电磁场理论的建立经过了长期的探索和研究,是实践和理论的高度统一.
麦克斯韦电磁场方程组可以概括为以下的微分形式
式中ρe0是自由电荷的体密度,是传导电流密度,是位移电流密度.
2.麦克斯韦方程的深刻启示 麦克斯韦方程是描述电磁场性质和运动变化规律的一组方程.麦克斯韦方程的建立宣告了电磁场理论的诞生,不仅具有深刻的理论意义,而且具有广泛的应用前景,对人类社会的发展产生了巨大而深远的影响.在物理学中,电磁场理论是继牛顿力学之后划时代的伟大成就,麦克斯韦和法拉第由此当之无愧地被誉为19世纪最伟大的物理学家.在物理教学中,电磁场 |