物理世界中最美丽的公式.docVIP

世界上最美丽的公式 1.马克士威的电磁学方程式 (电的高斯定律、磁的高斯定律、法拉第定律，以及经他修正过的安培定律) 　　力学的基础由牛顿建立，同样，电磁学的基本在“马克士威的方程式”，解开此方程式才能进入电磁学。由于此方程式先预知了电磁波的存在，然后才发现电磁波确实存在。马克士威于1831年生于英国爱丁堡，数学天才加上敏锐的物理直觉，使他很快成为一位卓越的物理学家。而马克士威去世的那一年，就是爱因斯坦出生之年。 　　马克士威最重要的贡献，当然是他所提出的一组电磁学方程组——它由四个偏微分方程式组成(亦可转换成积分方程式)，每个方程式对应一个重要的电磁学定律。 　　有意思的是各定律皆非他所发现，却是他将四个定律放在一起，并整理成形式统一的数学式———电的高斯定律、磁的高斯定律、法拉第定律，以及经他修正过的安培定律。 　　原则上，宇宙间任何的电磁现象，皆为这四个定律所涵盖。 　　在提出这组完美的方程组之后，马克士威进一步在这些数学式中寻找新的物理现象，竟以纸笔推算出电磁波的存在，甚至连波速都算了出来。这个理论中的波速竟然和当时已知的光速非常接近，因此他做出一个大胆的假设：电磁波是真正存在的物理实体，而可见光是电磁波的一个特例。 　　遗憾的是，他有生之年未能见证电磁波存在的客观证据。直到1887年，赫兹在实验室制造并测得电磁波，量到电磁波的波长与波速。实验数据与马克士威的预测完全符合。 　　进入二十世纪后，电磁波的每个波段(包括无线长波、无线短波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线)都找到了实用价值，成为人类不可一日或缺的伙伴。 我们当时学的时候，翻译成麦克斯韦。马克士威这种发音更像是港澳台那边的方式，一听就不由得想到凤凰台的普通话。其实就是maxwell了。惭愧，当初学电磁波不怎么仔细，考的分不低，底子却不牢固，完全想不起来怎么回事了。 2.尤拉的自然对数底公式(大约等于2.71828的自然对数的底——e) 　　尤拉被称为数字界的莎士比亚，他是历史上最多产的数学家，也是各领域(包含数学中理论与应用的所有分支及力学、光学、音响学、水利、天文、化学、医药等)最多著作的学者。数学史上称十八世纪为“尤拉时代”。 　　尤拉出生于瑞士，31岁丧失了右眼的视力，59岁双眼失明，但他性格乐观，有惊人的记忆力及集中力，使他在13个小孩子吵闹的环境中仍能精确思考复杂问题。 　　尤拉一生谦逊，从没有用自己的名字给他发现的东西命名。只有那个大约等于2.71828的自然对数的底，被他命名为e。但因他对数学广泛的贡献，因此在许多数学分支中，反而经常见到以他的名字命名的重要常数、公式和定理。 　　我们现在习以为常的数学符号很多都是尤拉所发明介绍的，例如：函数符号f(x)、π、e、∑、logx、sinx、cosx以及虚数i等。高中教师常用一则自然对数的底数e笑话，帮助学生记忆一个很特别的微分公式：在一家精神病院里，有个病患整天对着别人说，“我微分你、我微分你。”也不知为什么，这些病患都有一点简单的微积分概念，总以为有一天自己会像一般多项式函数般，被微分到变成零而消失，因此对他避之不及，然而某天他却遇上了一个不为所动的人，他很意外，而这个人淡淡地对他说，“我是e的x次方。” 　　这个微分公式就是：e不论对x微分几次，结果都还是e！难怪数学系学生会用e比喻坚定不移的爱情！ 　　相对于π是希腊文字中圆周第一个字母，e的由来较不为人熟知。有人甚至认为：尤拉取自己名字的第一个字母作为自然对数。 　　而尤拉选择e的理由较为人所接受的说法有二：一为在a，b，c，d等四个常被使用的字母后面，第一个尚未被经常使用的字母就是e，所以，他很自然地选了这个符号，代表自然对数的底数；一为e是指数的第一个字母，虽然你或许会怀疑瑞士人尤拉的母语不是英文，可事实上法文、德文的指数都是它。 伟大的欧拉（Euler）老先生，从高数一开始，到今天早上的波速方程，处处都有你的名字。欧拉方程，欧拉场论。要说最恨的人，除了Monk, Stokes，差不多就数你了 虽然您很谦虚的不用自己的名字命名，仍然有无数的追随者害您遭受不白之冤。 3.牛顿的力学第二定律(加速度a与力F成正比，而与物体的质量里成反比，即a=F/m或F=ma；力越大，加速度也越大；质量越大，加速度就越小) 　　牛顿是发现万有引力的第一人，一直领导整个物理界，直到爱因斯坦的理论出现。他还被称为历史上最伟大的“应用”数学家。 　　牛顿运动定律是力学领域的伟大发现。力学就是说明物体运动的科学，其最重要的问题是物体在类似情况下如何运动。牛顿第二定律解决了这个问题；该定律被看作是古典物理学中最重要的基本定律。它也是牛顿力学的核心定律。 　　牛顿第二定律定量地描述了力能使物体的运动产生变化。它说明速度的时间变化率(即加速度a与力F成