麦克斯韦电磁场理论的建立及意义——纪念2015国际光年.pdfVIP

V01．36No．6 物 理 教 师 第36卷第6期 (2015) PHYSICSTEACHER 2015年 ·物理学家与物理学史· 麦克斯韦电磁场理论的建立及意义 ——纪念2015国际光年 梁 瑶 徐小泉 桑芝芳 (苏州大学物理与光电·能源学部，江苏苏州 215006) 摘 要：2013年12月20日联合国第68届会议决定将2015年设定为光和光基技术国际年，简称2015国际 光年．1865年英国科学家麦克斯韦提出了光的电磁波理论，为纪念2015国际光年以及光的电磁波理论提出 150周年，本文简要介绍了麦克斯韦的生平事迹；阐述了麦克斯韦电磁场理论的建立过程，以及体现的物理 思想和方法． 关键词：20l5国际光年；麦克斯韦；电磁场理论；物理思想和方法 1 2015国际光年 首任实验物理学教授，并负责筹建该校第一所物 国际光年是非洲和欧洲物理学会牵头并由 理学实验室一一卡文迪许物理实验室，1874年建 多个国际科学社团以及其他组织共同倡议， 成后担任该实验室主任．他因病于1879年11月5 201 3年l2月20日联合国第68届会议决定将日在剑桥逝世． 201 Yearof and 5年设定为InternationalLight 麦克斯韦对于科学的贡献在于他提出和发展 Light-basedTechnologies，即光和光基技术国际了新的世界观，为未来的科学研究指明了方向，他 年，简称国际光年．联合国大会作出这个决定是 的电磁学理论通向相对论，他的气体动力学理论 “认识到光和光基技术对世界民众的生活以及 对量子论的建立起到了重要的作用，他筹建并领 全球社会多层面未来发展的重要性；认识到 导的卡文迪许实验室引导了实验原子物理学的发 201 5年正值光科学历史上一系列重要成就周 展，他的电磁理论的成果奠定了现代电力工业、电 01 年纪念，包括1 5年伊本·海赛姆的光学著 子工业和无线电工业的基础． 作、1815年菲涅尔提出的光波概念、1865年麦3麦克斯韦电磁场理论的建立 克斯韦提出的光的电磁波理论、1905年爱因斯 英国伟大的物理学家法拉第1831年发现了 坦的光电效应理论、191 5年爱因斯坦提出的广 电磁感应定律，并提出了电磁场的概念，这为电磁 义相对论将光纳入宇宙学以及1965年彭齐亚场理论的建立提供了实验和思想基础． 斯和威尔逊发现宇宙微波背景辐射．本文为纪 电磁场理论的发展经历了3次飞跃：一是库仑 念2015国际光年以及光的电磁波理论提出定律的建立，二是运动电荷磁效应的发现，三是变化 150周年，简要介绍了麦克斯韦的生平事迹；阐 的电场和磁场内在联系的假设．在电磁感应理论建 述了麦克斯韦光电磁波理论的建立过程，以及 立的过程中，法拉第迈出了坚定的一步，而麦克斯韦 物理思想和方法的启示． 走出了关键性的一步，他通过3篇具有代表性的论 2麦克斯韦生平简述 文《论法拉第力线》、《论物理力线》和《电磁场的动力 麦克斯韦(1831—1879)是英国物理学家，出学理论》一步步确立了电磁场理论． 生于苏格兰首都爱丁堡．10岁时进入爱丁堡中学； 1855年，麦克斯韦发表了《论法拉第力线》一 14岁时他写了一篇关于绘制二次曲线的文章刊登 文，在论文第1部分将力线和不可压缩流体进行物 在爱丁堡皇家学会会报上，从而获得了数学奖章； 理类比．这一类比把流体力学中的数学工具迁移过 16岁时，考进了爱丁堡大学，专攻数