1、麦克斯韦与电磁理论1人物介绍姆斯克拉克麦克斯韦，英国物理学家、数学家。科学史上，称牛顿把天上和地上的运动规律统一起来，是实现第一次大综合，麦克斯韦把电、光统一起来，是实现第二次大综合，因此应与牛顿齐名。1873年出版的论电和磁，也被尊为继牛顿自然哲学的数学原理之后的一部最重要的物理学经典。没有电磁学就没有现代电工学，也就不可能有现代文明。2历史的前奏在麦克斯韦以前，解释电磁相互作用有两种相互对立的观点一种是超距作用学说即在研究两个电荷之间相互作用力时，忽略中介空间的作用，电荷会超越空间距离而互相作用，库仑、韦伯、安培等人都是主张用超距作用学说来解释电磁相互作用的这种学说当时拥有数学基础另一
2、种是媒递作用学说认为空间有一种能传递电力的媒质（称作以太）存在，电荷间通过媒质互相作用法拉弟通过实验揭露了空间媒质的重要作用，他认为在空间媒质中充满了电力线，即通过场来传递，但媒递作用学说还没有数学基础，不易被人接受也使其发展受到了阻碍麦克斯韦功绩就在于建立了电磁场理论并促进了它的发展他中学时曾在数学和诗歌比赛中获第一名，这显示了他的数学才华与丰富的想象力方面的潜力他年轻时曾读过法拉弟的电学实验研究，对法拉弟的物理思想（如电力线和场的思想）十分推崇，同时也发现了它的弱点麦克斯韦对电磁相互作用的超距观点早就表示“不能接受即时传播的思想”，在法拉弟的物理思想影响下，他决心“为法拉弟的场概念提供数
4、方法5第二阶段，提出位移电流概念麦克斯韦在完成了统一已知电磁学定律的第一阶段工作后，又投入到第二阶段工作中他于1862年发表了具有决定意义的论文论物理学的力线麦克斯韦在这篇著作中，突破了法拉弟的电磁观念，创造性地提出了自己理论的核心部分位移电流的概念在这一工作中，他一方面结合数学推论以逻辑手段揭示了旧电磁理论的内在矛盾，另一方面则构造了一个与以前的流体力学模型不同的、新的电磁以太模型6第三阶段，揭示电磁场动力学本质1864年，麦克斯韦又发表了第三篇著名的论文电磁场的动力理论在这篇论文中，麦克斯韦舍弃了他原来提出的力学模型而完全转向场论的观点，并明确论述了光现象和电磁现象的统一性，奠定了光的电
5、磁理论的基础1868年，麦克斯韦发表了一篇论文关于光的电磁理论，明确地创立了光的电磁学说他说：“光也是电磁波的一种，光是一种能看得见的电磁波”这样，麦克斯韦就把原来相互独立的电、磁和光都统一起来了，成为十九世纪物理学上实现的一次重大理论综合1873年麦克斯韦出版电磁理论的经典著作论电和磁在这部著作中，麦克斯韦对电磁理论作了全面系统和严密的论述，并从数学上证明了方程组解的唯一性，从而表明这个方程组是能够精确地反映电磁场的客观运动规律的完整理论这样，经几代人的努力，电磁场理论的宏伟大厦终于建立起来了，从而实现了物理学史上的第二次理论大综合7麦克斯韦方程组麦克斯韦电磁场理论的核心思想是：变化的磁