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麦克斯韦;麦克斯韦生平;总论：

詹姆斯?克拉克?麦克斯韦(1831-1879)，英国物理学家，他最著名的工作是光与电磁波（传导的能波）的联系，他发现光由电磁波组成。他建立了气体分子运动论，解释了气体分子的运动与气体的温度、压力等性质的关系。他也证明，土星的环由许多小质点组成。说明了颜色视觉的原理。;种感受体，分别对三种原色灵敏。并证明，色盲是由于感受体的缺陷。

他也完全解释了，加上或减去原色如何产生所有其它颜色。1861年，他生产出第一张彩色照片，使这项成就达到顶峰。他拿出这张图片，那是所有彩色照片、彩色印刷、彩色电视的先驱，是一张格子图案的缎带的照片。他用红、绿、蓝滤镜使三帧胶片曝光，然后通过适宜的滤镜将把影象投射出去，形成一幅彩色图像。

麦克斯韦同时在几个领域展开研究。由1855到1859年他研究了土星的光环问题。对于为什么土星光环具有稳定的结构的问题，此前没有人提出过令人满意的解释。麦克斯韦证明;了，一个固体的环将瓦解，而一个液体的环将破裂；而由小卫星组成的同心圆形成的环，能有稳定性。1970年代与1980年代由“先驱者”及“航行者”宇宙飞船发回的图象毫无疑问地证明，土星的环确实是由许多小物体组成，它们都围绕者该行星运行。;麦克斯韦电磁理论的下一步是发表了论文“物理的力线”（1861-1862）。麦克斯韦提出了可以传导电磁效应的介质的模型。他设计了一种假想的流体介质，磁效应可以在其中建立旋涡状的结构。这些旋涡为电效应建立的胞腔所分离。所以磁效应与电效应结合起来形成了蜂窝形态的结构。;的比。德国物理学家弗里德里希罕耻?科尔劳施与威廉?韦伯计算了这个比例，发现它与光速一样。麦克斯韦推论，光由引起电磁现象的介质中的波组成。

麦克斯韦在用质量、长度、时间定义基本的电磁量时发现了支持他的推论的证据。在论文“电量的基本规则”(1863)中，他写道：“任何量的基于电力与磁力两种定义的比都等于光速”。他考虑光必然由电磁波组成，但要证明这点，首先要废弃旋涡的类比，发展一个数学体系。在“电磁场的动力学理论”(1864)中，他完成了这一点。在该文中，他导出了描述电磁场的基本方程。这些方程表明，光以两种波传播，一种是磁波，另一种是电波。它们彼此垂直振动，且与它们传播方向垂直（正如波沿一根弦传播）。麦克斯韦第一个发表这个解于论文“光的;电磁理论的评注”(1868)中，及在“电学与磁学专题论文”(1873)中总结了他在电学与磁学的全部工作。

该专题论文也提示，必然存在整个一族电磁辐射，而可见光只是其中一部分。1888年，德国物理学家海因里希?赫兹发现了无线电波，那是一种肉眼看不见的电磁辐射，其波长较长，这就肯定了麦克斯韦的思想。不幸，麦克斯韦没能活到1888年，亲眼看到他的工作被证明为正确。他也没有活到亲眼看到“以太”（据说，是光在其中传播的介质）被德国出生的美国物理学家阿尔贝特?米切尔森与美国化学家爱德华?莫利在1881年与1887年的经典实验否定。麦克斯韦在他的晚年，曾经提示很象米切尔森-莫利实验的一个实验。;虽然，麦克斯韦相信存在“以太”，他的方程并不依赖于有没有“以太”，所以他的方程依然有效。

气体分子动力学理论：

麦克斯韦对物理学的其它主要贡献是为气体分子动力学提供了数学基础。气体分子动力学用气体由不断运动的粒子组成解释气体的性质。德国物理学家鲁道夫?克劳修斯在1857与1858年证明，气体必然由不断运动的分子组成，它们彼此相碰，也与器壁相碰。克劳修斯提出了平均自由程的概念，它是分子在两次碰撞之间运动的平均距离。麦克斯韦就是在克劳修斯的基础上进一步发展的。

受到他在土星光环的类似问题上成功的激励，他动手发;展气体分子动力学。从1860年开始，他就用统计处理表示在一定数量气体中分子必然具有的速度（包括速率与速度的方向）

的宽大变化范围。他得到了表示气体分子速度分布的公式，并把它与温度联系起来。他证明，气体将热储存在它们分子的运动中，所以，当气体温度上升时，分子运动加剧。麦克斯韦然后成功地应用他的理论于黏度、扩散及其它与分子的运动有关的其它性质。

麦克斯韦的气体分子动力学理论没有完全解释气体的热导。1868年，奥地利物理学家路德维希?玻耳兹曼改进了麦克斯韦的理论，得到麦克斯韦-波耳兹曼分布定律。他们都不断改进气体分子动力学，所以该理论能完全应用于气体所有性质。;应用气体分子动力学，使麦克斯韦能准确估计分子大小，而且得到了用离心机分离气体的方法。气体分子动力学是用统计方法导出的，所以它修正了关于热力学第二定律合理性的一种观点，热力