全面解析最美物理公式:麦克斯韦方程组 麦克斯韦方程组详解( 三 )



最后,麦克斯韦写出了第四个方程:

左边的等号代表沿任意路径的磁场路径积分,右边的μ0代表真空磁导率,I代表电流,ф代表该路径上的封闭电场通量 。这个方程表明,电流和变化的电场都能产生磁场 。
麦克斯韦的预言麦克斯韦方程组是人类历史上最美的物理方程组,具有很强的对称性和自洽性 。它告诉我们,电场和磁场不是单独存在的,而是统一在电磁场中的 。
不仅如此,麦克斯韦还通过计算证明:如果真空中存在振荡电场,那么在振荡电场的周围会产生一个磁场,这个磁场会进一步产生一个电场...如此往复,电磁场可以传播很远,形成电磁波 。

麦克斯韦计算了电磁波的速度,发现真空中电磁波的速度正好等于光速,于是大胆预言光是电磁波 。
至此,经典物理达到了极致,物理学家的信心大大膨胀 。以至于1900年物理学家聚会时,开尔文爵士自豪地宣称,物理学的大厦已经基本建成,后人只需要做一些修修补补 。
可惜麦克斯韦并没有亲自证实它预言的电磁波 。1879年,麦克斯韦去世,享年48岁 。同年,现代物理学最伟大的科学家爱因斯坦刚刚诞生 。
在麦克斯韦之前,最伟大的物理学家是牛顿,因为他的万有引力定律统一了天地,他证明了月亮和苹果满足同样的物理定律 。麦克斯韦之后最伟大的物理学家是爱因斯坦,因为他的狭义相对论和广义相对论统一了时间和空,让人们认识到世界其实存在于统一的时间空 。在牛顿和爱因斯坦之间,最伟大的物理学家是麦克斯韦,他的方程统一了电场和磁场,他预言的电磁波成为现代最重要的通讯手段 。即使是爱因斯坦的相对论,也有一部分是为了处理麦克斯韦方程组的协变性 。
有些人虽然寿命不长,但他们的光辉思想却永远留在人间 。
麦克斯韦
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