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时间:2018-09-19
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1、无线电波的发射和接收电视、雷达扩展资料麦克斯韦 麦克斯韦(JamesClerkMaxwell,1831-1879),英国物理学家,经典电磁理论的奠基人.1831年6月13日出生于爱丁堡.1847年入爱丁堡大学听课,专攻数学.他很重视实验,涉猎电化学、光学、分子物理学以及机械工程等等.他说:“把数学分析和实验研究联合使用得到的物理科学知识,比之一个单纯的实验人员或单纯的数学家所具有的知识更加坚实、有益而牢固.”1850年考入剑桥大学,1854年以优异成绩毕业并获得了学位,留校工作.1856年起任苏格兰阿伯丁的马里沙耳学院的自然哲学讲座教授,直到1874年.经法拉第举荐,自1860年起任
2、伦敦皇家学院的物理学和天文学教授.1871年起负责筹划卡文迪什实验室,随后被任命在剑桥大学创办卡文迪什实验室并担任第一任负责人.1879年11月5日麦克斯韦因患癌症在剑桥逝世,终年仅48岁. 麦克斯韦一生从事过多方面的物理学研究工作,最杰出的贡献是在经典电磁理论方面.在剑桥读书期间,麦克斯韦在读法拉第的《电学实验研究》时,被书中的新颖见解所吸引,他敏锐地领会到了法拉第的“力线”和“场”的概念的重要性.他注意到全书竟然无一数学公式,说明法拉第的学说还缺乏严密的理论形式.在老师威廉·汤姆孙的启发和帮助下,决心用自己的数学才能来弥补法拉第工作的这一缺陷.1855年他发表了第一篇论文《论法拉
3、第的力线》,把法拉第的直视力学图象用数学形式表达了出来,文中给出了电流和磁场之间的微分关系式.1861年,麦克斯韦深入分析了变化磁场产生感应电动势的现象,独创性地提出了“分子涡旋”和“位移电流”两个著名假设.这些内容发表在1862年的第二篇论文《论物理力线》中.这两个假设已不仅仅是法拉第成果的数学反映,而是对法拉第电磁学作出了实质性的增补.1864年12月8日,麦克斯韦在英国皇家学会的集会上宣读了题为《电磁场的动力学理论》的重要论文.对以前有关电磁现象和理论进行了系统的概括和总结,提出了联系着电荷、电流和电场、磁场的基本微分方程组.该方程组后来经H.R.赫兹、O.亥维赛和H.A.洛伦兹
4、等人整理和改写,就成了作为经典电动力学主要基础的麦克斯韦方程组.这理论所宣告的一个直接的推论在科学史上具有重要意义,即预言了电磁波的存在.交变的电磁场以光速和横波的形式在空间传播,这就是电磁波;光就是一种可见的电磁波.电、磁、光的统一,被认为是19世纪科学史上最伟大的综合之一.1888年,麦克斯韦的预言被赫兹所证实.1865年以后,麦克斯韦利用因病离职休养的时间,系统地总结了近百年来电磁学研究的成果,于1873年出版了他的巨著《电磁理论》。这部科学名著,内容丰富、形式完备,体现出理论和实验的一致性,被认为可以和牛顿的《自然哲学的数学原理》交相辉映.麦克斯韦的电磁理论成为经典物理学的重要
5、支柱之一. 麦克斯韦兴趣广泛,才智过人,不但是建立各种模型来类比不同物理现象的能手,更是运用数学工具来分析物理问题的大师.在其他领域中,他也做出了不少贡献.1859年,他用统计方法导出了处于热平衡态中的气体分子的“麦克斯韦速率分布律”.他还用数学方法证明了土星环是由一群离散的卫星聚集而成的,该项研究的论文获得亚当斯奖.在论文中他运用了200多个方程,由此可见他驾驭数学的高超能力!在色视觉方面,他提出了三原色理论,首先提出了实现彩色摄影的具体方案.他设计的“色陀螺”获得皇家学会的奖章.麦克斯韦在他生命的最后几年里,花费了很大气力整理和出版卡文迪什的遗稿以及创建卡文迪什实验室,为人类留下
6、又一笔珍贵的科学遗产.无线电发展简史 无线电电子学是在早期电磁学和电工学基础上发展起来的,它是利用电磁波作为信息载体加以传播的一门科学技术. (1)准备条件 早在1865年,麦克斯韦从电磁理论研究中就预言电磁波能以波的形式向外传播,其速度与光速相同.1887年德国物理学家赫兹以著名的电火花放电实验证明了麦克斯韦的预言.他们的科学成果,为无线电通讯技术的兴起作了理论上和实验上的准备. 与此同时,爱迪生在研究如何延长碳丝白炽灯的寿命时,意外地发现了在灯丝与加有正电压的电极间有电流通过,而电极为负压时则无电流,这种热电子发射效应当时称作爱迪生效应,这一效应为后来电子管的发明准备了条件
7、.在此以前,美国莫尔斯在1837、1838年发明电磁式电报机和点划组合的莫尔斯电码,1844年建成了从华盛顿到巴尔的摩的电报线路;贝尔1876年试验电话通话成功,1878年发展为波士顿与纽约间的长途通话(300km).所有这些,都为无线电电子学的发展与广泛应用准备了充分条件. (2)马可尼与波波夫 1890年法国物理学家布兰利改进了赫兹的电波接收装置,能在140m以外探测到赫兹电波.英国物理学家洛奇发明粉末检波器,改进电路,在800m外成功
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