麥克斯韋方程組積分形式及其意義

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1、麥克斯韋方程組的積分形式如下:

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2、微分形式

在電磁場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用中,經(jīng)常要知道空間逐點(diǎn)的電磁場(chǎng)量和電荷、電流之間的關(guān)系。從數(shù)學(xué)形式上,就是將麥克斯韋方程組的積分形式化為微分形式。倒三角形為哈密頓算子。

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麥克斯韋方程組在電磁學(xué)中的地位,如同牛頓運(yùn)動(dòng)定律在力學(xué)中的地位一樣。以麥克斯韋方程組的電磁理論,是經(jīng)典物理學(xué)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(tǒng)一,為物理學(xué)家樹(shù)立了這樣一種信念:物質(zhì)的各種相互作用在更高層次上應(yīng)該是統(tǒng)一的。另外,這個(gè)理論被廣泛地應(yīng)用到技術(shù)領(lǐng)域。

在麥克斯韋方程組中,電場(chǎng)和磁場(chǎng)已經(jīng)成為一個(gè)不可分割的整體。該方程組系統(tǒng)而完整地概括了電磁場(chǎng)的基本規(guī)律,并預(yù)言了電磁波的存在。

麥克斯韋提出的渦旋電場(chǎng)和位移電流假說(shuō)的核心思想是:變化的磁場(chǎng)可以激發(fā)渦旋電場(chǎng),變化的電場(chǎng)可以激發(fā)渦旋磁場(chǎng);

電場(chǎng)和磁場(chǎng)不是彼此孤立的,它們相互聯(lián)系、相互激發(fā)組成一個(gè)統(tǒng)一的電磁場(chǎng)(也是電磁波的形成原理)。

麥克斯韋進(jìn)一步將電場(chǎng)和磁場(chǎng)的所有規(guī)律綜合起來(lái),建立了完整的電磁場(chǎng)理論體系。這個(gè)電磁場(chǎng)理論體系的核心就是麥克斯韋方程組。

麥克斯韋方程組,是英國(guó)物理學(xué)家詹姆斯·麥克斯韋在19世紀(jì)建立的一組描述電場(chǎng)、磁場(chǎng)與電荷密度、電流密度之間關(guān)系的偏微分方程。從麥克斯韋方程組,可以推論出光波是電磁波。

麥克斯韋方程組和洛倫茲力方程是經(jīng)典電磁學(xué)的基礎(chǔ)方程。從這些基礎(chǔ)方程的相關(guān)理論,發(fā)展出現(xiàn)代的電力科技與電子科技。

麥克斯韋1865年提出的最初形式的方程組由20個(gè)等式和20個(gè)變量組成。他在1873年嘗試用四元數(shù)來(lái)表達(dá),但未成功,F(xiàn)在所使用的數(shù)學(xué)形式是奧利弗·赫維賽德和約西亞·吉布斯于1884年以矢量分析的形式重新表達(dá)的。

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