摘 要：麦克斯韦是科学史上最伟大的物理学家之一，他的电磁场理论被誉为19世纪的电磁学史上的一座丰碑，他不但将全部电磁现象所服从的规律概括为我们所熟知的麦克斯韦方程组，而且还预言了电磁波的存在。他所完成的不朽著作《电磁场通论》，对当代物理学家甚至对以后几代物理学家来说都是一个伟大而又不易达到的丰碑。同时，麦克斯韦对科学之外的远见卓识和物理学领域一样令人惊叹。
关键词：麦克斯韦 麦克斯韦方程组 电磁波 《电磁场通论》
Maxwell and The Creation动漫部落 of Electromagnetic Field Theory
Abstract: The history of science Maxwell is one of the greatest physicist of his electromagnetic theory of electromagnetism known as the 19th-century history of a monument, not only he will obey all the laws of electromagnetic phenomena summarized as Maxwell's equations we know group, but also predicted the existence of electromagnetic waves. Completed his monumental book "General Theory of Electromagnetic Fields", and e
ven after several generations of contemporary physicists for physicists, is a great and easy to reach the monument. Meanwhile, Maxwell on the science of physics beyond the field of vision and the same is amazing.
Keywords: Maxwell Maxwell's equations Electromagnetic waves "General Theory of Electromagnetic Fields"
1 引言……………………………………………………3
2 麦克斯韦的初期经历…………………………………3
3 划时代的三篇论文……………………………………6
3.1论文的前期准备……………………………………6
3.2《论法拉第的力线》的发表………………………7
3.3《论物理力线》的发表——位移电流……………8剩余人生店
3.4《电磁场的动力学理论》…………………………9
4 格伦莱尔的悠闲与《电磁场通论》的出版 ………10
4.1格伦莱尔的悠闲……………………………………10
4.2 《电磁场通论》的创作……………………………11
5 麦克斯韦电磁理论对后世的影响 …………………12
结论………………………………………………………13
致谢………………………………………………………14
麦克斯韦理论参考文献…………………………………………………15
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麦克斯韦与电磁场理论的创立
一、引言:
1820年4月，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，这标志着电磁学的开始；随后法国物理学家安培在奥斯特实验的基础上于1820年至1827年创立了超距论的电动力学；1831年，英国物理学家法拉第）发现电磁感应定律；1845年至1846年，德国物理学家纽曼和韦伯发展了安培的电动力学，创立了德国电动力学体系，在欧洲大陆风靡一时。1861年，英国十九世纪最伟大物理学家麦克斯韦提出了电位移矢量和位移电流的概念；1861年至1865年，他又创立了著名的麦克斯韦方程组，从理论上预言电磁波的存在。麦克斯韦电磁场理论的创立，是19世纪的电磁学史上的一座丰碑，他的理论策动了后来者对电磁波存在的证实和探索，鼓励过数代人去利用电磁波为人类造福，其影响不仅超越了英吉利海峡，而且也超越了整个19和20世纪。正如普朗克在1931年纪念麦克斯韦诞辰一百周年的学术讨论会上所说：“在每一学科领域都有一些特殊的个人，他们似乎具有天赐之福，他们放射出一种超越国界的影响，直接鼓舞和促进着全世界去探求；麦克斯韦是他们当中屈指可数的一位。” 二、麦克斯韦的初期经历
麦克斯韦出生于苏格兰的首府爱丁堡市郊的格仑奈尔庄园；爱丁堡是启蒙之城，被称为“北
方的雅典”。19世纪，几乎所有的英国大科学家都出生在英格兰北部、苏格兰北部和爱尔兰北部。就苏格兰而言，当时出现的著名科学家有：开尔文、泰特、霍尔、詹姆士·福布斯、莱尔、布莱克、等；当时英国只有法拉第、戴维和瑞利出生在南部。由于人才辈出、星灿烂，使苏格兰沐浴在浓郁的文化气氛中，社会、政府、团体一致重视教育，特别重视苏格兰文化传统和实验科学的教育，这样的氛围更有利于科学天赋的脱颖而出。
麦克斯韦的出生正是法拉第发现电磁感应的1831年，其父属于那里的知识阶层，童年的教育是在母亲的精心呵护下完成的。由于受到父亲的熏陶，麦克斯韦小时候对自然科学产生了浓厚的兴趣。13岁那年他获得了爱丁堡一年一度的数学奖；其后，父亲经常带着麦克斯韦参加爱丁堡皇家学会的各种学术活动；14岁时麦克斯韦发现了构成椭圆的新的数学方法，15岁时在英国《爱丁堡皇家学会学报》上发表数学论文，这大大地增强了麦克斯韦在科学上的进取心。1847年秋天，16岁的麦克斯韦进入苏格兰最高学府——爱丁堡大学专攻数学物理，在这里他跟凯兰（Kelland.P）学数学，跟福布斯学物理，跟哈密尔顿学逻辑学。同时，他又阅读了大量的书籍，从当年大学图书馆里记录中可以到麦克斯韦借阅过书籍有：傅利叶的《热理论》、蒙日的《画法几何学》、牛顿的《光学》、威利斯的《机械论原理》、柯西的《微分学》、泰勒的《科学笔记》、布尔的《逻辑的数学分析》、泊 松的《力学》等等；像他之前的汤姆逊一样，麦克斯韦被傅利叶的思想所惊倒，他把傅利叶数学理论誉为“伟大的数学诗篇”。为了进一步深造，三年后他又转入英才荟萃的剑桥大学。
剑桥，位于英格兰东南部平原的剑河两岸，是一座秀丽葱郁的园林式的小城，这是一座十三世纪建立起来的大学城，整个一座城市就是一所大学——剑桥大学。1850年秋，麦克斯韦以巨大的热情进入了这所大学的著名学府——圣三一学院。19世纪上半叶，剑桥大学的数学教育正面临着重大的改革，牛顿的流数概念和几何学已成为数学进步的障碍。约翰·伯努利、拉格朗日，都发展了莱布尼兹的微积分。在这个时期，欧洲大陆数学的发展超过了英国。剑桥数学家认为，极限是一个神秘的概念，虽然极限可以使数学更活跃，而拉格朗日的系统思想能为微积分提供清晰的基础，这个基础建立在完全独立于无穷小和极限原则之上；他们竭力提倡用欧洲大陆现代的数学方法对英国现行的数学教育进行一次彻底改造。
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19世纪50年代，剑桥大学仍然流行一种数学荣誉考试，叫Tripos。数学Tripos是十分费时费心的，一位英国数学家多年后写道：“Tripos是全世界最难的考试，如今还没有任何大学
的考试能和它相提并论。”最早的Tripos可以追溯到1730年，随着时光的累积要求越来越高，声望也越来越重要，这一神圣的传统荣耀同时也成了一种沉重的负担。对剑桥来说，Tripos已经不只是一场考试，它已成为一种制度。
剑桥大学数学荣誉学位考试内容是强调混合数学，包括力学、流体动力学、天文学、引力论，以及几何光学和物理光学。19世纪30年代，惠威尔成功地引进了一些更为物理学的课题：光的能动理论、热、电、磁，使学生的课程增加了，也冲破了学习数学只是为了提高普通教育水平的局限性。1854年，麦克斯韦以第二名的成绩顺利通过了数学荣誉学位考试。
完成数学荣誉考试以后，麦克斯韦成了剑桥大学霍普金斯教授的研究生，并开始去听斯托克斯的流体静力学、气体力学和光学等课程；在开始解释流体的性质和流体动力学的方程时，斯托克斯讨论了流体的波和声的理论以及光的波动理论。麦克斯韦已经熟习光的波动论和热、电、磁理论，对这些问题是19世纪40年代的数学物理学界争论的热点问题。麦克斯韦的兴趣并不完全限于课堂上的那些课程，他对电的理论、分析图解法和颜的混合理论做了大量的实验与验证，并熟习W.汤姆逊对法拉第电磁场概念的发展。霍普金斯是最早
认识到麦克斯韦是天才的人；他对他的同事罗森（Lawson W.N）说道：“毫无疑问，麦克斯韦是我所遇到的最出的杰出人物；从表面看，他没有什么特别之处，虽然有时他也在分析中出错；但他又显出是一个天才，他有一些奇特的品质，我可以预言总有一天，他会像太阳那样照耀物理学界。”
在剑桥，麦克斯韦进步很快，不出四年就学完了当时所有先进的数学方法，成了一名年轻有为的数学家。1854年，他在给W.汤姆逊的一封信中表达了重返物理学领域攻克电学的强烈愿望。起初，他研究的课题是光的散理论；不久，他接受了W·汤姆逊的建议开始研读法拉第的《电学实验研究》一书时，立即被书中新颖的实验和见解所吸引，他迅速以极大的热情投入了这个大有作为的研究领域。当时，电磁学在实验研究方面的四大定律（库仑定律、高斯定律、安培定律和法拉第电磁感应定律）已先后建立，特别是法拉第长期坚持对抗磁体的研究，并于1851年发表了《论磁力线》一文。这篇文章中蕴藏着朦胧的电磁场论的思想，这些先决条件为麦克斯韦的创造性研究准备了肥田沃土。超强酸
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