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| 中外科学家发明家丛书：麦克斯韦 （十五） | 发布于:2016/04/19 | |
| 在《论法拉第的力线》中，麦克斯韦首先阐述了有关流体的性质，以便 于加以类比。他主要考虑到流体运动所通过的阻力介质，改进了流体动力学 类比的陈述。他认为，当不可压缩的流体从一种介质进入具有不同多孔性的 另一种介质时，流动是连续的，但在穿过边界时，压强差会增加。同样，当 一种介质用具有不同多孔性的的另一种介质替换的时候，由于在边界引入适 当的流体源，可以在形式上取得相同的结果。这些结果有助于计算，并有助 于说明磁性材料和电介质材料中发生的若干过程。 麦克斯韦把类比应用于磁学，根据前人的结果他区分了两个矢量：磁感 应力与磁力，后来他用符号B和H来表示。在流电学中，相应的量是电流密 度I和电场强度E。B和H之间的区别提供了描述“磁晶感应”的钥匙，磁晶 感应是法拉第在晶体磁性材料中观察到的一种力。麦克斯韦认为：这两个量 B和H同磁力的两个定义是一样的，对并行发展的静磁力理论和电磁理论有 着重大作用。因为在此之前，两个磁矢量B和H已经使很多科学家大伤脑筋， 而麦克斯韦的类比讨论所确定的结果使得这一问题豁然开朗。 电流与磁力线之间存在着极为相似之处，法拉第曾定性地看到这一点， 这也正是麦克斯韦论文第一部分结尾的论题。第二部分完全是涉及电磁学 的。在这个部分，麦克斯韦发展了关于电磁过程的一个新的形式理论。出发 点是一个闭合电路的磁效应与一个具有同样周长的均匀磁化铁壳的磁效应之 间的同一性，这种同一性安培曾经确定过，在运用解析方法时，麦克斯韦仿 效了汤姆逊的《磁学的数学理论》，并广泛运用了汤姆逊1847年首次证明的 一条定理。麦克斯韦采取由汤姆逊开始的分析路线，列出了一个用于描述电 流与磁力线的四个矢量之间关系的一套方程组。用这个方程可以得出电磁感 应建立时的电动势和一个电磁系统的总能量，用新的函数提供了方程式以表 示寻常磁作用、电磁感应及闭合电流之间的力。麦克斯韦循着法拉第对假想 的物质应力状态的某些想法，把这种函数叫做电致紧张函数。 这篇论文是麦克斯韦迈入电磁学大门的第一步，虽然基本上是对法拉第 力线概念的数学翻译，但却是重要的一步，因为麦克斯韦从入手就使用了数 学方法，而且又是选定了法拉第学说的精髓——力线思想，来作自己研究的 起点，这是非常具有开创性的。在论文中，麦克斯韦除了解释法拉第的工作 和给出电致紧张函数外，还包含着许多新观念的萌芽。麦克斯韦在以后的工 作使这些观念重新发出了活力和光彩。 |
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