邮票上的物理学史——麦克斯韦的电磁理论

法拉第丰硕的实验成果和他新颖的场的观念为电磁现象的统一理论准备了条件．完成这一历史任务的是卓越的英国物理学家麦克斯韦（１８３１～１８７９年）．图１的邮票是圣马力诺１９９１年发行的纪念无线电百年系列邮票中的第一张．溯本探源,无线电的发明当然得从麦克斯韦电磁理论的提出算起．图中的花体字母是Ｃ＝Ｊ＋Ｄ,它是原来形式的麦克斯韦方程组的第一个方程．图２是发行这张邮票的首日邮戮．在麦克斯韦建立他的电磁理论之前,诺埃曼、韦伯等德国物理学家,继承了安培的超距作用观点,对电磁现象的研究作出过不少贡献,形成了电动力…     

十大物理学家比较分析

英国《物理世界》杂志评选出了人类有史以来10位最伟大的物理学家，他们是：1．爱因斯坦；2．牛顿；3．麦克斯韦；4．玻尔；5．海森伯格；6．伽利略；7．费曼；8．狄拉克；9．薛定谔；10．卢瑟福。这十大物理学家无疑是我们学习的榜样，他们的学习、生活和工作是很值得我们研究的。     

玻尔兹曼科学创造的深远影响与思想渊源

1906年9月5日，一颗物理学界的巨星意外地陨落了，他就是奥地利首屈一指的物理学家——L．玻尔兹曼（Ludwig Boltzmann，1844-1906）．玻尔兹曼是另两位伟大的理论物理学家——19世纪的麦克斯韦和20世纪的爱因斯坦之间的中间环节，是连接19世纪和20世纪物理学的桥梁．在玻尔兹曼悲惨谢世一百周年之际，回顾玻尔兹曼科学创造的深远影响，挖掘玻尔兹曼科学创造的思想渊源，对实施创新教育，培养创新思维能力，造就创新人才是大有裨益的。     

也论电磁波的预言及其发现过程

文章根据麦克斯韦的著作和赫兹的《综合文集》、《电波》和《回忆、书信和日记》以及相关文献，对麦克斯韦预言电磁波的问题和赫兹实验发现电磁波的过程进行了仔细考察，指出麦克斯韦没有明确预言电磁波的存在，麦克斯韦的理论不是赫兹电磁学实验研究的直接指导思想．文章认为亥姆霍兹为普鲁士科学院所提出的1879年悬赏课题对赫兹发现电磁波起到了直接的引导作用，而电磁波的发现则主要归因于赫兹精湛的实验技能和敏锐的观察力．     

19世纪电磁学史上的一座丰碑——麦克斯韦与电磁场理论的创立

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.     

邮票上的物理学史——赫兹和电磁波

德国物理学家Ｈ .赫兹 ( 1 857～ 1 894年 ) (图 1 ,西德1 957年 ;图 2 ,东德 1 957年 )虽然只活了短短 3 7年 ,却作出了两大发现 :一是在实验上证实了麦克斯韦预言的电磁波 ;二是发现了光电效应 .1 9世纪 70年代 ,当赫兹开始科学活动时 ,人们对电磁现象的认识 ,还处于莫衷一是的状态 .麦克斯韦的电磁理论刚刚建立 ,由于用到比较高深和新颖的数学工具 ,更由于牛顿力学的概念已经深入人心及宏观力学现象的直观性 ,它并没有被普遍接受 ,许多物理学家仍然局限在机械论的框框内 ,企图依照力学理论来建立电磁理论 .麦克斯韦理论的关键是位移电流…     

广义麦克斯韦妖

 麦克斯韦妖是著名英国物理学家麦克斯韦于1867年提出的。当时,热力学第二定律已诞生了16年。热力学第二定律指出,自然界中一切热力学系统所进行的任何自发过程,其熵总是增加的。随着热力学第二定律的诞生,相应出现了热寂说,麦克斯韦妖正是在对热寂说的批判中脱颖而出的。     

几个问题的物理解法

数学法和物理法，是研究物理问题的两种基本方法．杰出的物理学家劳厄说：“数学是物理学家的思想工具．”因此，在物理教学中必须注意培养学生运用数学知识解决物理问题的能力．但同时要防止学生把物理问题数学化的倾向．在习题课的教学中，应强调应用物理概念、物理规律...     

给未来的人们一双没有束缚的手

千禧年来临之际,英国《Phsics World》杂志通过网上投票方式,从100名著名物理学家中选出“有史以来最伟大的十位物理学家”,结果依次是爱因斯坦、牛顿、麦克斯韦、玻尔、海森堡、伽利略、费曼、狄拉克、薛定谔、卢瑟福,美国物理学家理查德·费曼是其中最“年轻”的一位。由于对量子电动力学（QED）的贡献,1965年费曼与施温格尔、朝永振一郎一起获得诺贝尔物理学奖：因为在物理教学上的杰出成就,他还荣获了1972年奥斯特教学奖章。     

建立麦克斯韦方程组的其他途径

麦克斯韦方程组是电磁场遵从的基本规律,是经典电磁现象的理论基础.十九世纪六十年代,麦克斯韦根据库仑、安培和法拉第等人分别在特定条件下获得的实验定律,经过分析推广到普遍情形,发现存在着不协调的因素,在此基础上作了两个重要的假设:变化的磁场产生涡旋电场,变化的电场产生涡旋磁场,从而建立了电磁场的统一理论,其基础就是电磁场普遍遵从的麦克斯韦方程组. 在麦克斯韦以后,许多物理学家研究从别的方面建立麦克斯韦方程组的可能性,取得一些成果.本文拟介绍三种建立麦克斯韦方程组的其他途径:(1)根据能量原理和近距作用原理建立麦克斯韦…     

电磁理论大厦的缔造者——麦克斯韦

 在科学史上,一些重大的理论的创立,往往是一场接力跑。他要靠许多英才前赴后继、不辞劳苦的努力,才能达到成熟的境界。19世纪物理学爆发的电磁理论革命也是如此。从奥斯特、安培发现电流的磁效应开始,经过法拉第的奠基直到最后理论的完成前后共经历了半个多世纪,其中集这一理论之大成者,是英国杰出的数学物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦。1831年6月麦克斯韦出生于英国苏格兰古都爱丁堡,与电话发明家贝尔算是同乡。那一年,恰好法拉第发现电磁感应,是电学史上值得纪念的一年麦克斯韦的父亲约翰·克拉克·麦克斯韦原是律师但他的主要兴趣是在制作各种机械和研究科学问题。     

热力学函数关系的新思考

应用热力学函数关系可以直接计算和推导其他的复杂关系式,在整个热力学理论中具有重要作用．本文设计了用“十”字法记忆四个基本全微分关系;用“一”字法记忆麦克斯韦关系．将这两种方法有效的结合起来对于记忆全微分关系和麦克斯韦关系．更加方便、简捷和实用．     

创立量子力学的睿智才思(续2)——纪念矩阵力学和波动力学诞生80～81周年

1922年前后玻尔-索末菲的旧量子论在原子结构理论上取得辉煌成就的同时，它的致命弱点也开始暴露出来．反常塞曼效应是其一，原子光谱的多重线结构是其二，更不要说氢分子离子H2^＋问题了．一时多少杰出的物理学家为这些问题绞尽脑汁，设计了各种物理模型，提出一些“代用（德文Er-satz）”理论，诸如海森伯和泡利的Zwang之类，到头来还只得愁眉以对，一筹莫展．无怪乎海森伯把反常塞曼效应叫做“光谱项的动物学和塞曼植物学（Term Zoology and Zeeman Botany）”，意即在这个领域里物理学家只能像生物学家那样记录现象和描绘事实，提不出像样的理论．到1925年下半年，人们手里有了矩阵力学，问题是否可以解决了呢？万事俱备，只欠“东风”，那就是“自旋”．     

麦克斯韦鱼眼微球透镜的研究

自麦克斯韦鱼眼透镜理论模型提出后，长期以来学术界一定以为它只是一种色对光学仪器，在实践中并没有应用的可能。但通过对麦克斯韦鱼眼微球透镜的理论研究表明，在一定条件下，它具有良好的成像性能和耦合效率。采用复合结构及多阶段离子交换工艺可制备出优质的麦克斯韦鱼眼球透镜，在微小光学和集成光学具有诱人的应用前景。     

“麦克斯韦妖”的新进展

在140年以前，J．C．麦克斯韦曾提出过一个有名的假想实验，称为“麦克斯韦妖”，当时他的设想是在两个隔离的、绝热的容器内充满了空气，在两容器（记为甲、乙）的中间设置一个活门，有一个“妖”看管，它只让甲室的快分子进人乙室，而让乙室的慢分子进人甲室，这样在“妖”的管理下，两室的温差会逐渐加大，从而使整个系统远离热力学平衡态．由于这个“妖”不消耗能量，所以这个设想是违反热力学第二定律的。     

多普勒效应与MTI雷达

一、雷达的诞生与发展 雷达这个名称是美国海军在第二次世界大战的１９４０年使用的一个保密代号．它是“无线电探测和测距”（Ｒａｄｉｏ Ｄｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）这句英文的缩写．军事上的需要和物理学的进展是导致雷达诞生的两个直接原因． 自从１８３１年８月２９日,英国物理学家法拉第发现了电磁感应效应后,电磁学理论得到迅速发展．首先是法拉第于１８５１年建立了电磁感应定律并提出了场的概念;接着麦克斯韦于１８６４年建立起完整的电磁学理论并预言了电磁波的存在,１８７３年又发表了电磁辐射理论．为无线电…     

面向全体学生的物理——2006年美国全国物理教师协会"密立根奖"受奖演讲

我们物理教师必须将关注点从“面向物理学家和其他科学家的物理”扩大到“面向全体学生的物理”．理由正如美国科学促进协会说的那样：“没有一个具备科学素养的大众，美好世界的前景就没有指望．”面向全体学生的物理（包括为培养科学家而开设的初级课程）应该是概念性的，而不是技术性的．它应该把宇宙描述为我们今天所了解的宇宙，包括狭义和广义相对论、量子物理、近代宇宙学、核物理、粒子和相互作用的标准模型，以及量子场论．许多科学著作者已经向我们展示这是可以实现的．面向全体学生的物理应该强调科学的过程，并包含如全球变暖、核武器和伪科学等社会性话题，因为公众需要对这些问题做出明智的表决．     

走向统一的自然力爱因斯坦：试图统一电磁力和引力未能如愿(Ⅱ)

 19 世纪末,以牛顿力学和麦克斯韦电磁理论为代表的经典物理学渐趋完善,著名英国物理学家汤姆孙(W. Thomson,1824～1907)甚至认为:“未来物理学将不得不在小数点后第六位去寻求真理。” 他在1900 年末为展望20世纪物理学而写的一篇文章中说:“在已经基本建成的科学大厦中,后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”     

最杰出的10位物理学家

 英国杂志《物理世界》在100位著名物理学家中选出的10位最伟大者:爱因斯坦,美籍德国物理学家。苏黎世大学哲学博士,英国皇家学会会员。建立相对论改变了世人的宇宙观。他因解释光电效应的理论,独获1921年诺贝尔物理学奖。牛顿,英国物理学家、数学家与天文学家。创立牛顿运动定律和发现万有引力定律。1666年用三棱镜分析日光,发现白光由不同颜色的光构成。1671年研制反射望远镜观察行星运动规律。解释潮汐现象,预言地球不是正球体。麦克斯韦,英国物理学家、数学家,英国皇家学会会员。他建立电磁场的基本方程,指出光的本质是电磁波。玻尔,丹麦物理学家。量子力学创始人之一。     

基于麦克斯韦方程的矿山岩爆现象研究

基于麦克斯韦方程，本文对岩爆过程中产生的电磁辐射在煤层、岩石中的传播规律进行了理论计算．分析与研究结果显示：一方面，岩爆过程中产生的电磁辐射信号符合麦克斯韦方程；另一方面，数值模拟破裂过程电磁辐射在煤层、岩石中的传播时可将电磁辐射产生源理想化为水平电偶极子和水平磁偶极子的叠加；并得出了电磁辐射源产生的场在煤层、岩石中空间分布的解析计算式．麦克斯韦方程的应用对于岩爆等动力灾害预测的电磁辐射监测仪的研制和定向定位监测具有重要的理论和实际意义．