詹姆斯·克拉克·麦克斯韦
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk ,1831~1879),出生于苏格兰爱丁堡,英国物理学家、数学家。 经典电动力学的奠基人,统计物理学的奠基人之一。 1831年6月13日出生于苏格兰爱丁堡,1879年11月5日卒于剑桥。
1847年进入爱丁堡大学学习数学和物理,并毕业于剑桥大学。 他成年后的大部分时间都在大学担任教授,最终在剑桥大学任教。 1873年出版的《论电与磁》也被视为继牛顿《自然哲学数学原理》之后最重要的物理学经典。 麦克斯韦通常被认为是物理学界最有影响力的物理学家之一。 没有电磁学,就没有现代电气工程,也就没有现代文明。
麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理、统计物理、光学、力学、弹性理论等方面的研究。 特别是他的电磁场理论建立了电、磁、光的统一。 这是19世纪物理学发展最辉煌的成就,也是科学史上最伟大的综合成果之一。
麦克斯韦于1873年出版了他的科学巨著《电磁学理论》,对电磁场理论进行了系统、全面、完美的解释。 该理论成为经典物理学的重要支柱之一。
麦克斯韦还在热力学和统计物理学方面做出了重要贡献。 他是气体动力学理论的创始人之一。 1859年,他首次利用统计定律推导出麦克斯韦速度分布定律,从而找到了一种更准确的方法来计算微观量的统计平均值。
1866年,他根据分子速度给出了分子分布函数的新推导方法。 该方法基于前向和反向碰撞的分析。 他引入了弛豫时间的概念,发展了输运理论的一般形式,并将其应用于扩散、热传导和气体内摩擦过程。
“统计力学”一词于1867年提出。麦克斯韦是一位运用数学工具分析物理问题和准确表达科学思想的大师。 他非常重视实验。 他负责建立的卡文迪什实验室在他和后来的主任的领导下发展成为世界著名的实验室。 学术中心之一。
罗伯特·胡克
罗伯特·胡克,英国科学家,又译罗伯特·胡克,英国博物学家、发明家。 1635年7月18日生于英国怀特岛淡水村,1703年3月3日卒于伦敦。在物理研究方面,他提出了描述材料弹性的基本定律——胡克定律。 在机械制造方面,他设计制造了真空泵、显微镜和望远镜,并把用显微镜的观察结果写在《显微镜》一书中,细胞一词就以他的名字命名。
在新技术发明方面,他发明的许多设备至今仍在使用。 除了科学技术之外,胡克还对城市设计和建筑做出了重要贡献。 然而,由于与牛顿的争议,他死后人们对他知之甚少。 胡克因其广泛的兴趣和重要的贡献,也被一些科学史学家称为“伦敦的达芬奇”。
胡克是17世纪英国最杰出的科学家之一。 他在力学、光学、天文学等许多方面都取得了重大成就。 他设计和发明的科学仪器在当时是无与伦比的。 他本人被誉为英国的“眼睛和手”。
在光学方面,胡克是光波动论的支持者。 1655年,胡克提出光的波动说。 他认为光的传播类似于水波的传播。 1672年,胡克进一步提出光波是横波的概念。 在光学研究方面,胡克的主要工作是进行大量的光学实验,尤其致力于光学仪器的制造。 他制造或发明了许多光学仪器,例如显微镜和望远镜。
胡克对力学的贡献尤为突出。 他建立了弹性体的变形与力成正比的定律,即胡克定律。 他还与惠更斯一起独立发现了螺旋弹簧振动周期的等时性。 他帮助波义耳发现了波义耳定律。 他在开普勒理论的研究方面取得了重大成就。 胡克在1662年到1666年间做了很多实验工作,研究重力可以提供的向心力,以约束行星在封闭轨道上的运动。 他支持吉尔伯特的观点,即引力类似于磁力。
1664年,胡克指出彗星接近太阳时,其轨道是弯曲的。 他还进行了大量的实验,寻找支撑物体维持圆形轨道的力之间的关系。 1674年,他根据修正的惯性原理,从行星力平衡的角度提出了行星运动理论。 在1679年给牛顿的一封信中,他正式提出了引力与距离的平方成反比的观点。 但由于缺乏数学手段物理学家排名,目前还没有得出定量的表示。
亨利·卡文迪什
亨利·卡文迪什(Henry ,1731年10月10日-1810年3月10日),英国化学家、物理学家。 1731 年 10 月 10 日出生于撒丁岛王国尼斯。 1742年至1748年就读于赫克纳学校。1749年至1753年就读于剑桥大学彼得学院。定居伦敦后,卡文迪什在父亲的实验室担任助理,做了大量的电学和化学研究。
他的实验研究持续了50年。 卡文迪什于 1760 年当选为伦敦皇家学会会员,并于 1803 年当选为法兰西学院 18 名外籍院士之一。卡文迪什于 1810 年 3 月 10 日在伦敦去世,未婚。
卡文迪什在热理论、测温学、气象学和地磁学方面进行了研究。 1798 年,当他完成最后的实验时,他已经年近七十了。 他在物理学上最重要的成就是通过扭力平衡实验验证了牛顿万有引力定律并确定了万有引力常数和地球的平均密度。 卡文迪什验证万有引力定律的实验,使用了自己设计的“扭力天平”作为工具,这就是后来著名的“卡文迪什实验”。
卡文迪什在户外用望远镜观察了扭力尺度。 卡文迪什在电学方面进行了许多重要且未知的研究。 1777年,他向英国皇家学会提交了一篇论文,认为电荷之间的作用力可能与距离的平方成反比。 这后来被库仑通过实验证明,成为库仑定律。
他和法拉第共同论证了电容器的电容会随着板间介质的变化而变化,提出了介电常数的概念,并推导了扁平电容器的公式。 他是第一个广泛应用电势概念来解释电现象的人。 他通过大量的实验,提出了电势与电流成正比的关系。 这种关系于1827年被欧姆重新发现,这就是欧姆定律。 卡文迪什关于电的研究基本上没有发表。 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦用一生的最后五年时间编写了卡文迪什的个人实验记录,并于1879年出版了麦克斯韦注释的《卡文迪什的电学研究》,卡文迪什在电学方面的成就为世人所知。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(James Joule,1818年12月24日—1889年10月11日),出生于曼彻斯特郊区沙夫特物理学家排名,英国物理学家、英国皇家学会会员。 由于他对热学、热力学和电学的贡献,英国皇家学会授予焦耳最高荣誉——科普利奖章。
后人为了纪念他,将能量或功的单位命名为“焦耳”,简称“焦耳”; 并用焦耳姓氏的第一个字母“J”来标记热量和“功”的物理量。 在研究热的本质时,焦耳发现了热与功的转换关系,从而得出了能量守恒定律,并最终发展出了热力学第一定律。 在国际单位制衍生的单位中,能量单位焦耳就是以他的名字命名的。 他与开尔文合作开发了绝对温度标度。 他还观察了磁致伸缩效应,发现了导体的电阻、通过导体的电流和产生的热能之间的关系,通常被称为焦耳定律。
无论是在实验上还是在理论上,焦耳都是从分子动力学的角度进行深入研究的先驱之一。 在从事这些研究时,焦耳并没有停止热功当量的测量。
去世前两年,焦耳对弟弟说:“我一生只做了两三件事,没有什么值得炫耀的。” 我相信,对于大多数物理学家来说,只要能做到其中一件小事就已经很满足了。 焦耳的谦逊是非常真诚的。 如果得知威斯敏斯特教堂为他竖立了一座纪念碑,并且一个能量单位以他的名字命名,他可能会感到惊讶,尽管后人永远不会感到惊讶。
十八世纪,人们对热本质的研究走了一条弯路:“热量质量理论”统治了物理学史一百多年。 尽管有些科学家对这一错误理论提出了质疑,但人们始终未能解决热与功之间的关系问题; 最终解决这个问题的是英国自学成才的物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳。 问题指明方向。