物理学是一场没有尽头的远征: 理论的不完整就是探索的方向

以这种方式解决电磁学的不完整性导致了经典电磁学的完整理论,该理论由麦克斯韦方程组所描述,至今仍在使用。光是一种电磁波,具有与光传播方向垂直的同相振荡电场和磁场。波长越短,光子的能量就越大,但越容易受到光通过介质时速度变化的影响。图源:And1mu/WikimediaCommons而因为有了麦克斯韦方程组,又推动了另一...

回眸|麦克斯韦的电磁世界

在前人成就的基础上，麦克斯韦对整个电磁现象作了进一步系统、全面的研究，接连发表了电磁场理论的三篇论文：《论法拉第的力线》《论物理的力线》《电磁场的动力学理论》。他将电磁场理论用简洁、对称、

理解王中林院士“拓展的麦克斯韦方程组”

2022年1月13日，中国科学院北京纳米能源与系统研究所召开重大科研进展新闻发布会，由研究所所长、首席科学家王中林院士面向全球公布近期取得的重磅科研成果:将麦克斯韦方程组基于静态电磁场理论推广到运动介质情形，成功拓展麦克斯韦方程组的运用范围，奠定了运动介质电动力学的理论基础。消息一经发出，引发物理学界热议，...

??磁悬浮∣2021年亚洲物理奥赛理论第三题

磁单极子:指单独具有磁北极(正磁荷)或单独具有磁南极(负磁荷)的磁体。趋肤深度:由于电磁波在良导体中的衰减速度很快,导致电磁波几乎只能存在于导体表面,这一现象称为趋肤效应。趋肤深度等于透射波场量的振幅衰减到表面值的1/e=0.368所经过的距离。超导:超导指的是一些材料在特定条件(例如低温环境)下表现出来...

神级天才,麦克斯韦的传奇故事,据说他能排进人类历史前三

麦克斯韦方程组靠着这组方程,麦克斯韦预言出了电磁波的存在,并且推断我们日常见到的光就是一种电磁波。麦克斯韦用他的方程组告诉了物理学界这么一个道理:我们日常看到的物理现象或许只是一些深层次物理定律的外在表现,而那些深层次的物理定律往往是简短而精妙的。物理学的终极目标就是像麦克斯韦当初统一电与磁一样,将...

探索| 物理学家的伟大贡献(中)

麦克斯韦的电磁理论,不仅在当时引起了巨大的轰动,更对后世产生了深远的影响(www.e993.com)2024年11月25日。它不仅推动了无线电通信技术的发展,使得信息能够在全球范围内瞬间传递;还促进了电磁波理论的完善和应用,为雷达、卫星通信、微波炉等现代科技产品的诞生奠定了基础。然而,麦克斯韦理论的意义远不止于此,它启示我们,要用整体的眼光去看待问题,...

光速为什么不多不少正好是299792458米/秒?

为了验证电磁波的理论,并在麦克斯韦的理论和韦伯的理论之间做出判决,赫姆霍兹(HermannvonHelmholtz)让赫兹(HeinrichHertz)设计了一系列实验。赫兹通过精巧的实验设计,证明了电磁波的传递性,测定了电磁波的波速,验证了电磁波的横波性,并测定了电磁波的反射和折射性能。至1889年,赫兹完成了这些实验,证实了麦克斯韦的猜...

一个历史上被远远低估的电气工程师、物理学家、数学家

很难想象麦克斯韦是如何从这一堆方程中预言到电磁波的存在的。Heaviside通过长期对这些方程的钻研和理解,在1884年独立得到了电磁场能量运动公式,也就是波印廷定理。由于远离科学团体,他对外界的相关工作并不了解,到了1885年才了解到具有剑桥学术背景的物理学家波印廷的工作。认识到电场和磁场在解决电磁场能量传播的重要...

南开研究团队提出自旋角动量波预言

更进一步,基于“杨-米尔斯”理论的“标准模型”统一了自然界已知的四种基本相互作用中的三种(电磁、弱和强相互作用),这显示出杨-米尔斯理论是一个坚实的物理理论。但与此同时,另一个基本问题却并未引起人们的关注:既然杨-米尔斯方程是麦克斯韦方程组的推广,而后者预言了著名的电磁波,那么杨-米尔斯方程是否也能预言...

盘点对电磁学做出贡献的 5 位神级科学家

麦克斯韦正确地猜测这些波是可见光的组成部分,后来的研究人员证明了电磁波谱的其余部分也是如此:伽马射线、X射线、紫外线、红外线、微波和无线电波。阿尔伯特·爱因斯坦(他本人为推进麦克斯韦理论做出了巨大贡献)将他视为与科学界长期以来的典范艾萨克·牛顿爵士同等的人物。正如他所说:“一个科学时代结束了,另一个科...