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深入探索:麦克斯韦电磁波的创世纪

时间:2023-07-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:麦克斯韦电磁等式麦克斯韦仅用四个等式就成功解释了法拉第和其他研究人员观察到的所有电磁现象。从这些等式中,麦克斯韦进一步提出电磁波的概念。麦克斯韦用他的等式计算出了电磁波的速度,即每秒299792458米。这与实验显示的光速吻合,麦克斯韦认为这绝非偶然,断定光本身其实就是一种电磁波。麦克斯韦去世后,长波长无线电波、短波长X射线以及伽马射线的发现又进一步扩充了光谱。

深入探索:麦克斯韦电磁波的创世纪

法拉第提出磁场理论20年后,苏格兰物理学家、数学詹姆斯·克拉克·麦克斯韦进一步用数学的方法阐释了法拉第的观点。阿尔伯特·爱因斯坦在后来的岁月中也将麦克斯韦电磁学方面的作品称为“自牛顿之后,物理学界影响最深远、成果最丰硕的作品”。

麦克斯韦电磁等式

麦克斯韦仅用四个等式就成功解释了法拉第和其他研究人员观察到的所有电磁现象。这些等式描述了两个力的方方面面及作用方式,为将来的实验提供了准确预测。当爱因斯坦正忙于颠覆人们对宇宙的看法时,麦克斯韦的等式直面挑战,并经受住了检验。

从这些等式中,麦克斯韦进一步提出电磁波的概念。你可以把电磁波想象成两个同向且垂直的波,其中一个波是震荡磁场,另一个是电场。这两个场随着这两个波扩展。麦克斯韦观察到电与磁总是紧密联系在一起,将两者孤立开来是不可能的。(www.xing528.com)

麦克斯韦用他的等式计算出了电磁波的速度,即每秒299792458米。这与实验显示的光速吻合,麦克斯韦认为这绝非偶然,断定光本身其实就是一种电磁波。

电磁光谱

麦克斯韦预测世界上应该存在一系列电磁波,就像光谱那样,事后证明确实是这样。红外光和紫外光虽然人眼不可见,但也已经在可见光谱两端被发现。科学家已经证明,这两种光与可见光一样,具有电磁波属性。麦克斯韦去世后,长波长无线电波、短波长X射线以及伽马射线的发现又进一步扩充了光谱。

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