正文 第37章 麥克斯韋的發現(1 / 1)

真理是不會被埋沒的,總有一天會放出光芒。就在法拉第發現電磁感應現象並發明了發電機的1831年,在英國的一位著名的律師家裏,降生了一個小生命,他的名字叫麥克斯韋。麥克斯韋從小家中富有,聰明好學,尤其是數學天才突出,16歲時就發表了數學論文,他的才能在少年時代就露出了光芒。1850年他進入英國劍橋大學學習數學專業,1854年以優異的成績畢業。麥克斯韋大學畢業以後,便開始了電與磁理論的研究。

這個時候,法拉第發現電磁感應已經有23年的了。法拉第始終認為,磁場變化時能產生電流,而電力和磁力都是通過某種媒介物而傳遞的。但是,大部分科學家認為不是這樣,有的還提出了與法拉第認識相反的一些觀點。可見,當時的電和磁的理論,在一些主要觀點上爭論還是很激烈的。

麥克斯韋是個很有主意的人。這時他下定決心對法拉第沒有數學根據的觀點進行深入的考查。他說:“如果迄今為止沒有數學證明這一理論,那麼讓我去做這一工作吧!”

1855年麥克斯韋完成了名為《論法拉第的力線》的數學論文,第一次從數學上證明了法拉第理論的正確性。1862年麥克斯韋又發表了名為《論物理的力線》的論文,得出了“電或磁的波動是光的一種”的重要結論。他用數學的方法證明了變化的電場能產生磁場,變化的磁場也能產生電場,他把電場與磁場的這種波動,就稱為電磁波。他用數學的方法還證明了電磁波與光是同樣的物質,兩者的傳播速度也相等。

1864年,麥克斯韋又發表了一篇非常重要的文章,題目是《電磁場的動力學理論》。在這篇文章中,麥克斯韋對法拉第等人和自己的研究工作進行了係統而概括的總結,提出了聯係著電荷、電流、電場、磁場的一個完整的數學方程組。後來,有人對這個方程組又進行了一些加工和整理,成為了電磁場理論的基本方程,人們把它叫做麥克斯韋方程組。由這個方程組得出的結論,大體上有以下幾個方麵:①不僅變化的磁場能產生電場,而且變化的電場也能產生磁場;②隻要有變化的電流,就有變化的電場和變化的磁場在空間的傳播,從而形成電磁波;③電磁波中的電場和磁場相互成90度角,而且又都和傳播方向相垂直;④電磁波的傳播速度始終是一定的,它總是以光的速度傳播,1秒中就可以走30萬千米。

麥克斯韋的上述觀點,是用純數學方法闡述的,被稱為電磁場理論基本方程的麥克斯韋方程組,也是用純數學方法建立起來的理論。由於當時還沒有在實驗中獲得電磁波,因此仍有不少人懷疑麥克斯韋的理論,也不承認電磁波的實際存在。