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同学们通过上述三个资料的阅读与重温,不仅知道他们的一些有趣的故事,更重要的是了解“电磁波”与“X射线”发现的意义,认识理论中预言的作用和价值,同时,还能从这三位科学家的身上学习到他们执着追求的精神和优良的品质。
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课外阅读资料
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爱好体育运动的麦克斯韦
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麦克斯韦(1831—1879)
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麦克斯韦(1831—1879)是英国物理学家、数学家。他的祖辈中有政治家、诗人、音乐家等。父亲是一个知识渊博、兴趣广泛的人。8岁时,他的母亲去世,在父亲的教育下,对自然科学和数学产生浓烈的兴趣,并学会了制作小玩具的一些技能。
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年轻时的麦克斯韦爱好体育运动,会骑马,是撑竿跳的能手。中学时的麦克斯韦在数学和诗歌方面开始显露超群的才华。14岁就在爱丁堡皇家学会会刊上发表题为“二次曲线作图问题”的文章。
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1850年,19岁的麦克斯韦考入剑桥大学,并成为著名数学家霍普金斯的研究生,在他的门下奠定了很深的数学功底。
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1854年开始进入电磁学研究,他首先被法拉第的《电学的实验研究》这本书所吸引,并很快就意识到法拉第力线思想和场模型的提出,具有深刻的内涵和重要的意义,同时也看出了法拉第采用的形象、定性方法来描述电场和磁场,是无法将电场与磁场这种看不见的东西的本质揭开的。
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但是,他又非常赞赏法拉第的这种创造性的思维,坚信在法拉第的丰富思想中充满了数学的内涵,认为法拉第之所以没有用数学的方法进一步从理论上探究,是因为他童年和青年时代家境贫穷,没有接受严格的高等数学训练。于是,麦克斯韦下决心要把法拉第的天才思想,用清晰的数学形式表示出来。麦克斯韦的决心做到了,他用了整整8年的时间,终于实现了用数学形式表达法拉第天才思想的心愿,于1862完成了《论物理力线》论文,就在这篇论文中他预言了电磁波的存在,并被25年后赫兹的轰动整个科学界的实验所证实。
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1871年,40岁的麦克斯韦接受剑桥大学校长威廉·卡文迪许的委托,负责筹建卡文迪许实验室,1874年建成,麦克斯韦担任卡文迪许实验室第一任主任。
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在他任职期间,首先提出“在系统的物理教学中要辅之实验教学”的思想,并倡导学生动手制作仪器进行实验。
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这一重要教学改革思想,为卡文迪许实验室后来的辉煌,奠定了重要的思想与实践基础。
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麦克斯韦童年时代的两则小故事
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好思多问的小麦克斯韦
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在麦克斯韦6岁那年的一天,父亲骑马带他到农田去兜风,农民都在忙着收割干草,小麦克斯韦看到农民收割干草的场景非常热闹,便请求父亲允许他也去试一试,在得到父亲的允许后,一位大叔将他从马上抱下来,并给了他一把木叉。由于他的个儿太小,使用木叉时常常戳到大人的小腿,弄得父亲很过意不去,因此,不断地责怪他,但小麦克斯韦认为这么多人挤在一起干活,怎么能怪他。过了一会,他大声喊:“请大家停下来听我说,先把草分成两边,让马车从中间通过,这样就不会人挤人了。”
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大家觉得小麦克斯韦虽然人小,但话说得很有道理。于是,就照他说的那样去做,果然再也不是人挤人地干活了,因此效率也大大提高。大家都赞赏小麦克斯韦出的这个主意非常好。农活干完了,按照英格兰人的习俗,在劳动之后的休息时间里,总是喜欢载歌载舞地欢庆一下,他们随着优美的小提琴曲子跳起舞来。
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这时的小麦克斯韦对大人跳舞并不感兴趣,而是把注意力集中在小提琴的琴弦和琴弦发出的声音上,他目不转睛地盯着小提琴,而拉小提琴的人恰好又是抱他下马的那位大叔。这位大叔看到小麦克斯韦老是盯着小提琴,便亲切地问:“小兄弟,你在看什么?”这时的小麦克斯韦急切地问:“大叔,琴上的钢丝为什么会发出不同的声音?”这下可把大叔难住了,因为大叔拉了这么长时间的小提琴,却从来还没有想过这样的问题。
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想象力丰富的小麦克斯韦
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一年暑假,比麦克斯韦大8岁并擅长画画的姐姐带他一起玩,姐姐在一个能转动的小盒子外环上贴一张透明的纸,并在透明纸上一连串地画出了动作变化的数个小猴子,当盒子转动起来时,小猴子便活动起来了(这就是小电影,其中应用了视觉暂留原理,即眼睛视网膜上所成的像可暂留1/24秒)。麦克斯韦觉得非常有趣,于是,提出跟姐姐合作,由他想象故事的情节,姐姐按照他所想象的故事情节作画,就这样,他们合作完成了两个动画作品。
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一个是“神牛跳月”,故事情节是月亮从半月变成圆月后,一头神牛跳进了圆月之中;另一个是“蝌蚪变青蛙”,故事情节是带尾巴的小蝌蚪从卵中出来在水中游动,然后变成有腿的青蛙跳到荷叶上。
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他们将这两个作品演示给大家看,得到了众人的称赞。小麦克斯韦觉得这次跟姐姐的合作非常成功,打心里感到非常愉快!
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用X光拍照的第一人——伦琴
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