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十九世紀最重要的物理學家 - James Maxwell (詹姆斯‧馬克士威)

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在前一篇介紹卡文迪許的文章中有提到馬克士威;哇,這個人可重要了;我們要來好好介紹這位偉大的科學家:James Maxwell (詹姆斯‧馬克士威)。

James Maxwell (詹姆斯‧馬克士威)

James Maxwell (詹姆斯‧馬克士威)

他是蘇格蘭的數學家、物理學家;最大的貢獻是:提出了將電、磁、光統歸為電磁場中現象的馬克士威方程組。

馬克士威在電磁學領域的研究表現,可以說是自牛頓之後,讓物理這門學科再次登上顛峰,達到第二次的統一。

馬克士威在1864年發表的論文《電磁場的動力學理論》中,提出電場和磁場以波的形式以光速在空間中傳播,並提出光是引起同種介質中電場和磁場中許多現象的電磁擾動,同時從理論上預測了電磁波的存在。

他還推進了分子運動論的發展,提出了彩色攝影的基礎理論,奠定了結構剛度分析的基礎。換句話說,彩色照片是因為有馬克士威的研究才得以問世。

從馬克士威方程組,可以推論出光波是電磁波。馬克士威方程組和後來的勞侖茲力方程式,是經典電磁學的基礎方程式。得益於這一組基礎方程式以及相關理論,許多現代的電力科技與電子科技得以被發明並快速發展。

馬克士威被法拉第的實驗吸引,在研究時發現:電和磁是同種力的兩種形式,因此他將這兩者結合起來,稱之為「電磁」。期間,他又發現光速與電磁波的速度相同,再提出光是電磁波的一種形式。這也在後來的 Heinrich Hertz (赫茲) 研究中得到驗證。

馬克士威的方程式證明了無論電磁波的波長長短與否,其速度都是相同的。只是在當時,他本人並不知道這件事。

這意味著光速是相同的。愛因斯坦正是發現了這點,才為自己提出的相對論奠定了基礎。

馬克士威將電、磁、光做了一個很好的整合,為狹義相對論和量子力學打下理論基礎,是現代物理學的先聲。他被認為是十九世紀物理學家中,對於二十世紀初物理學的重大進展影響最為巨大的一位。甚至有人認為:馬克士威對物理學的發展做出的貢獻僅次於牛頓和愛因斯坦。

在馬克士威百年誕辰時,愛因斯坦本人盛讚了馬克士威,稱其對於物理學做出了「自牛頓時代以來的一次最深刻、最富有成效的變革」。


※資料和圖片來自維基百科。

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