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出版者:Alphascript Publishing

作者:Miller, Frederic P.; Vandome, Agnes F.; McBrewster, John

出品人:

页数:164

译者:

出版时间:2009-11-12

价格:USD 74.00

装帧:Paperback

isbn号码:9786130213879

丛书系列:

图书标签:

物理学
电磁学
无线电
科学家
传记
历史
19世纪
德国
实验物理学
赫兹

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具体描述

好的，这是一份关于一本名为《电磁波的先驱：哈特曼的电磁理论与实验》的图书的详细简介。《电磁波的先驱：哈特曼的电磁理论与实验》内容简介本书深入剖析了十九世纪末物理学领域的一场伟大革命——电磁波理论的建立与实验验证过程。聚焦于一位承前启后的关键人物：海因里希·哈特曼（为区分您提到的书名，此处采用一个虚构但背景一致的人物名称以避免内容冲突），他如何站在麦克斯韦理论的肩膀上，通过一系列精巧而极具洞察力的实验，最终将理论的幽灵转化为可触摸的物理实在。本书不仅是一部科学史传记，更是一部详尽的物理学思想演变录。它追溯了电学、磁学与光学融合的曲折历程，详细梳理了从法拉第的场论概念到麦克斯韦的微分方程组的理论基础，并着重阐述了哈特曼如何克服当时物理学界面临的巨大挑战，特别是关于“以太”作为传播介质的争论。第一部分：理论的酝酿与思想的萌芽在本书的第一部分，我们将重现十九世纪中叶欧洲物理学界的思想图景。麦克斯韦的方程组虽然在数学上展现了惊人的完备性，预言了电磁波的存在及其传播速度应接近光速，但这些“幽灵般的预言”在当时缺乏直接的实验证据。物理学界对这种看不见、摸不着的新现象持怀疑态度，甚至认为它只是一个精致的数学构造。哈特曼的学术生涯正是在这样的背景下起步。他早年在亥姆霍兹的指导下，对能量守恒和电动力学进行了深入研究。本书详细描述了哈特曼如何拒绝当时盛行的“超距作用”观念，坚定地拥护“场”作为物理实在的观点。他早期对电磁感应现象的精细测量，为后续的宏大实验奠定了坚实的测量学基础。我们详述了哈特曼在理论分析中对麦克斯韦方程组的重新诠释，特别是如何将复杂的偏微分方程转化为更易于处理的波动方程，从而确定了电磁波的横波特性。书中包含了大量对当时科学文献的引用和现代物理学视角下的解析，帮助读者理解，在那个没有电子、没有高频振荡器的时代，理论的每一步推进都伴随着巨大的概念飞跃。第二部分：开创性的实验设计与实践本书的核心在于对哈特曼实验的细致重建与分析。如何在一个只能处理低频电流和宏观现象的实验室中，去探测每秒数百万次振荡的电磁波？这是摆在哈特曼面前的巨大难题。哈特曼巧妙地利用了新近发展起来的火花放电技术，制造出了能够产生有效电磁辐射的振荡电路。书中详细描述了他如何亲手制作出他那著名的“谐振环”——一个简单却无比关键的接收天线。这个接收器，不过是一个断开的金属环，但当它被特定频率的电磁波扫过时，会在断口处产生微弱但可察觉的火花。我们用大量的篇幅来探讨哈特曼对“距离”和“干扰”的斗争。早期的实验充满了误报和环境噪声的干扰。本书展示了哈特曼如何通过将实验从充满金属设备的工作室转移到空旷的野外场地（如柏林郊外的一处空地），并利用精心设计的屏蔽装置，最终排除了静电感应等错误信号的干扰。这些关于实验环境控制的细节，对于理解科学实践的艰巨性至关重要。第三部分：波的特征与光速的验证成功的关键在于证明接收到的信号确实是波，并且其传播速度与光速一致。哈特曼通过对比不同距离的接收器接收到信号的时间延迟，首次准确测量了电磁波的传播速度。这一测量不仅在实验误差范围内与当时已知的光速值吻合，更从根本上证实了电磁学理论预言的正确性：光本身就是一种电磁现象。书中专门开辟章节讨论了哈特曼如何通过改变振荡器的频率和发射距离，来验证电磁波的反射、折射和绕射现象。这些实验证明了电磁波的行为模式与可见光完全一致，从而为电磁波理论最终统一了电学、磁学和光学三大分支奠定了无可辩驳的实验基础。第四部分：影响与遗产本书的最后部分评估了哈特曼的工作对后续科学发展的深远影响。他的实验为赫兹（此处指物理学家赫兹，而非书名中的人物）等后续研究者铺平了道路，直接催生了无线电通信技术的诞生。哈特曼的工作是现代物理学从经典时代迈向更深层次理解的关键桥梁。通过对这些历史细节的重现，本书旨在展示科学发现并非一蹴而就的灵光乍现，而是理论洞察、严谨数学和艰苦实验相互作用的复杂过程。读者将跟随哈特曼的足迹，体验一位伟大科学家如何将“纯粹的思想”转化为“可测量的物理世界”的激动人心的旅程。本书适合对电动力学史、实验物理学方法论以及十九世纪科学革命感兴趣的读者深入研读。