生活在电波之中（典藏版）/少儿科普名人名著书系

作者简介

甘本祓，1937年生于四川成都，微波技术专家，高级工程师。1980年调电子工业部，担任微波通信和卫星通信办公室负责人。后赴美国硅谷工作20余年。他非常热心科普事业，曾先后担任中国电子学会和中国计算机学会普及委员会副主任。多年来，他除了著、编、译多种专业学术书籍和论文外，还写了许多科普书籍和短文，总计已超过1000万字。 他曾兼任多种报刊的编委，如《中国科技报》、《中国电子报》、《微波学报》、《知识就是力量》、《无线电》、《电子世界》、《信息世界》、《仪器与未来》、《国际新技术》等。并曾兼任电子工业出版社学术顾问；中国展望出版社副总编。还曾兼任多套丛书编委，如《少年新技术丛书》、《第二课堂丛书》、《无线电爱好者丛书》、《电子学基础知识丛书》、《电子应用技术丛书》、《新视角科普系列丛书》等。

内容简介

科学的预言 “电和磁之间到底是怎样相互产生的？电磁力的传递到底 要不要时间？” 英国物理学家克拉克·麦克斯韦继续研究了法拉第没有 完全解决的这个问题。 法拉第是一位实验大师，而麦克斯韦则是个理论家。他总 结了前人的实验结果，把电和磁的关系用数学公式表示出来， 这就是著名的麦克斯韦方程组。麦克斯韦通过他的科学计算， 预言了电磁波的存在，并且算出了电磁波传播的速度。这样， 他就解决了电磁力的传递是否需要时间的问题。 麦克斯韦是怎样解决这些问题的呢？ 麦克斯韦仔细地研究了电磁感应现象，他认为：变化着的 磁场之所以能在导线中产生感应电流，是因为变化着的磁场在 其周围产生了电场；这个电场使导线中的自由电子受到力的作 用，就沿着导线运动起来，产生了感应电流。根据他的观点，电 磁感应的本质是变化的磁场产生电场，有导线的地方是这样， 没有导线的地方也是这样。这就把法拉第的结论推广到了普 遍适用的程度。这是麦克斯韦对电磁理论作的第一个伟大贡献。 下面介绍麦克斯韦的第-+伟大贡献。前面说过，丹麦物 理学家奥斯特已经发现运动的电荷会产生磁场。麦克斯韦在 奥斯特的基础上进一步研究：除了在导体中运动的电荷（即传 导电流）以外，还有没有能产生磁场的东西。研究的结果，他认 为变化的电场跟传导电流一样，也能产生磁场，所以也可以给 它起个电流名字，叫做“位移电流”。 1873年，麦克斯韦在病中坚持写成了他的科学巨著《电学 与磁学》。在这本书里，他根据数学推导得出了结论：变化的电 场在其附近产生变化的磁场，这个变化的磁场又在其附近产生 变化的电场，新产生的这个变化的电场再在附近产生变化的磁 场……这样继续交变下去，就一点一点地越来越往外扩散，越 传越远了。这种情况，同我们在前面讲过的水波一样，所以也 可以称为波。因为它是由电场和磁场组成的，当然应该叫电磁 波，简称为电波。 麦克斯韦还根据他的理论，算出了电磁波传播的速度，它 在真空中是每秒30万公里。这和科学家们用实验方法测出的 光的速度完全一样。于是，他得出结论：光也是电磁波，是一种 能引起视觉的电磁波。把光与电波统一起来，是麦克斯韦对电 磁理论的又一伟大贡献。 现在还有一个谜 麦克斯韦的理论刚刚发表的时候，电磁波的存在只是一种 猜想，许多人对它是怀疑的。人们问道：“谁见过电磁波？”它是 什么模样？拿出来看看！” 也有一些科学家相信麦克斯韦的理论，并且想方设法来 证明它。1887年，德国物理学家赫兹（就是人们用他的名字 作频率单位的那个人）做了一次重要的实验，第一次用人工方 法产生了电磁波。从此，麦克斯韦的理论更加受到了人们的 重视。 麦克斯韦的电磁理论对科学技术的发展，起了极大的推动 作用。没有麦克斯韦的理论，就不会有后来的无线电通信，也 不会有现代的电声广播和电视广播。直到今天，无线电技术中 遇到的大部分电磁现象，还必须用麦克斯韦的理论来解释。 看了上面说的这些，你大概十分佩服麦克斯韦的聪明才智。 你看，他由变化的磁场产生电场，联想到变化的电场产生磁场； 又由有导线的范围，联想到没有导线的空间，并且又都找到了 它们之间的变化规律。爱动脑筋的少年朋友可能会问：麦克斯 韦为什么不由电荷产生电场，想出一个让磁荷产生磁场的理论 来呢？是他没有想到呢，还是实际上没有呢？ 是的，应该这么问一问。科学上的新成果，常常就是因为 人们不满足于现有的结论，提出了一个个的“为什么”，经过不 断地探索、研究才取得的。 关于磁荷的问题，麦克斯韦作了否定的回答。过去的实验 和麦克斯韦方程都告诉我们，电力线是有头有尾的，起于正电 荷，止于负电荷。而磁力线是无头无尾的，也就是并不需要起 止于磁荷。到目前为止，人们还只发现有单独存在的电荷，而 磁极总是成对地出现的：一个S极，一个N极；把一个磁铁分成 两段或几段，它们每一段还是两个极。目前，人们还拿不出一 个单独的磁极（“磁单极子”或“磁单荷”）来。 是不是一定没有磁单极子呢？从1931年起，就有人提出 了这样的疑问，科学家至今还不能作肯定的回答。有人认为有。 1973年，美国就有人宣布在高空发现了它的踪迹；另外有一派 人则认为根据不足。许多人希望有一天能“捉住”磁单极子。据 说，如果能把足够多的磁单极子贮存起来。那么，地球磁场对这 种单极子群所产生的吸引和排斥作用，就足以推动舰船横渡海 洋。这是多么吸引人的幻想呵！ P28-31