麦克斯韦方程组对应的电磁学性质(现代电磁学的基础)

1865年 英国

麦克斯韦方程组是经典电磁学的基础方程之一,从中可以推论出光波是电磁波

1854年至1865年间,电学物理领域不断出现新的理论突破。继法国物理学家库仑(Charles A.Coulomb , 1736—1806)提出了库仑定律之后,丹麦物理 学家、化学家奥斯特(Hans Christian Oersted,1777—1851)、法国物理学家安培(法语:André-Marie Ampère, 1775—1836)等人发现电场能够产 生磁场;法拉第则提出了磁场产生电场的法拉第感应定律。麦克斯韦总结了前人的研究成果,提出“位移电流“假说,建立了描述电场、磁场与电荷密度、 电流密度之间关系的偏微分方程组,被称为“麦克斯韦方程组”。

1864年,麦克斯韦将这一发现首次发表在《电磁场的动力学理论》(A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field)的一文当中。

麦克斯韦方程组对应的电磁学性质(现代电磁学的基础)(1)

真空中麦克斯韦方程组的微观表述

麦克斯韦方程组由高斯定律、高斯磁定律、麦克斯韦-安培定律、法拉第感应定律组成。

高斯定律描述了电场与空间中电荷分布的关系;高斯磁定律论述 了磁单极子不存在;麦克斯韦-安培定律描述了电流和时变电场产生磁场的过程;法拉第感应定律描述了时变磁场产生电场的过程。 从麦克斯韦方程组,可以推论出光波是电磁波。

1887年, 德国物理学家赫兹(Heinrich R. Hertz,1857—1894)做实验产生并且检测到了电磁波,证实 了麦克斯韦的预见。麦克斯韦方程组和洛伦兹力方程是经典电磁学的基础方程。得益于这一组基础方程以及相关理论,许多现代的电力科技与电子科技 得以发明出来并快速发展

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