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。而因为有了麦克斯韦方程组,又推动了另一项重大进步:揭示了牛顿(或伽利略)...

回眸|麦克斯韦的电磁世界

这一创新性的想法，使得电场和磁场不再是孤立的现象，而是相互联系、相互影响的统一体。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、...

深入解析普朗克定律:从电磁波到量子革命的跨越

这一理论不仅解决了黑体辐射的问题,还暗示了能量的量子化特性。二、普朗克定律的内容与意义普朗克定律具体表述为:黑体在绝对温度T下,单位面积单位时间内辐射出波长为λ(或频率ν)的电磁波的能量Eλ(或Eν)与其波长(或频率)之间的关系为Eλ=C1/λ^5*(1/exp(C2/λT)-1),其中C1和C2为普朗克常数。这...

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

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)下表现出来非常特殊的超级导电性,超导状态下传输电流时不受任何阻力,没有热量产生,也...

车载雷达探测到不存在的人,电磁波能探测鬼吗?

这是经典的麦克斯韦电磁学理论的bug(www.e993.com)2024年11月25日。按照现代量子力学的解释,雷达波是大量光子的统计之和。电磁波的磁场分量对应于光子的频率量子数,电场分量对应于光子的能量量子数。所以,在任何情况下,雷达的旁瓣都不可能像真正的波那样对消掉。大部分的干扰源没有办法从雷达的主波束进入,但是可能会从雷达波的旁瓣进入雷达接收...

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...

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...

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

麦克斯韦给了世界相信电磁波的理论上的理由,但通过实验证实电磁波存在的却是德国物理学家赫兹。赫兹对麦克斯韦方程组着迷。他发现它们暗示了整个电磁频率频谱,比人眼可以看到的一小部分更短和更长,他开始捕捉这些频谱波。他使用感应线圈(与法拉第线圈不同)来产生电磁波,并在两个黄铜球体之间建立火花隙来检测电磁波。