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麥克斯韋方程組

返回列表 來源:未知 發布日期:2021-06-08 08:38【


    英國物理學家麥克斯韋(1831—1879)是繼法拉第之后,集電磁學大成的偉大科學家。
他依據庫侖、高斯、歐姆、安培、畢奧、薩伐爾、法拉第等前人的一系列發現和實驗成果,
建立了第一個完整的電磁理論體系,不僅科學地預言了電磁波的存在,而且揭示了光、電、
磁現象的本質的統一性,完成了物理學的又一次大綜合。這一自然科學的理論成果,奠定了
現代的電力工業、電子工業和無線電工業的基礎。
    麥克斯韋方程組是麥克斯韋在19世紀建立的描述電場與磁場的4個基本方程。該方程組
具有微分和積分兩種形式。在麥克斯韋方程組中,電場和磁場已經成為一個不可分割的整
體。該方程組系統而完整地概括了電磁場的基本規律,并預言了電磁波的存在。麥克斯韋提
出的渦旋電場和位移電流假說的核心思想是:變化的磁場可以激發渦旋電場,變化的電場可
以激發渦旋磁場;電場和磁場不是彼此孤立的,它們相互聯系、相互激發組成一個統一的電
磁場。麥克斯韋進一步將電場和磁場的所有規律綜合起來,建立了完整的電磁場理論體系。
這個電磁場理論體系的核心就是麥克斯韋方程組。
    麥克斯韋方程組在電磁學中的地位,如同牛頓運動定律在力學中的地位一樣。以麥克斯
韋方程組為核心的電磁理論,是經典物理學最引以自豪的成就之一。它所揭示出的電磁相互
作用的完美統一,為物理學家樹立了這樣一種信念:物質的各種相互作用在更高層次上應該
是統一的。另外,這一理論被廣泛地應用到技術領域。
    1845年,關于電磁現象的3個最基本的實驗定律:庫侖定律(1785年)、安培一畢奧一薩
伐爾定律(1820年)、法拉第定律(1831—1845年)己被總結出來,法拉第的“電力線”和
“磁力線”概念己發展成“電磁場”概念。場概念的產生,也有麥克斯韋的一份功勞,這是
當時物理學中一個偉大的創舉,因為正是場概念的出現,使當時許多物理學家得以從牛頓
“超距觀念”的束縛中擺脫出來,普遍地接受了電磁作用和引力作用都是“近距作用”的思
想。1855—1865年,麥克斯韋在全面地審視了庫侖定律、安培一畢奧一薩伐爾定律和法拉第
定律的基礎上,把數學分析方法帶進了電磁學的研究領域,由此導致麥克斯韋電磁理論的誕生。

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