关于麦克斯韦方程组
淮 教阳 学 院 学育
报
月年第
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日,
期
麦克
斯
韦一
在英 皇家国
。学
会宣 读他 的总 结 论 文性 《电 场 的磁动 学力 理论矛
这篇 重
要这篇文章
关于克麦韦 方斯 程
周组历 史
漫的长远景 来
看
论 后文 来发 表在 遍 程
方,
年 英 国 皇的 家 学 会会 报
“
,上
。
总结 了 他十 年 来的 研 究 成果 其 中第 三部分 是 磁 场 电的 普”
列 出了 描 述 磁电 现象的 二十个方 程 其 包 括 中 我了。
们
今 所天 熟 悉的麦 斯克韦 程 方 组分的 形量 式
军
比
麦
克 斯韦 程 组 的 方 世 出是十 九 世 纪 物 理 的学上 峰登 造极 的 成 就 义 意非常重 大著 名 理 物学家费曼 说 得 好 从 人
类,
。
“一 —的发 如现定 是 麦 斯 韦克对 磁 定电 律,
万 年
之 后回 来 看
。
”
十
九 世纪 中发生 的最 有 意 判—明 毫 无疑场 运动 变化 所遵从 的基 本 律规 它 事的 件 将 和力洛 兹 化麦 克 韦斯 方 组程指 电了
,磁,
。
,
间
在
义
公式
以及 电荷守恒 定 律 起一 成 了构经 电磁 典现象 的 完整理 论 基 础的变 关 系 换 义 狭对论
形相式 然 仍成立
,
、
尽 ,管在 速 高运动 的 件下条要 考 电磁 场虑
,。
在 微
领观 域里 要 考 虑 子 量化 效应但 作 为 电磁 的普场 遏律 的规麦克斯 方 程韦组 其
因 在 此学 麦习氏 方 组 程时 弄清其来龙 去 形 式脉 地 位是 和重要很的
文本就 些这间 做 一 探
题讨
一。麦 克 斯韦方程 组 来 源
的
、
麦克斯 韦 是在 前 人 的 基 础 上 把 由 验实得 出的 电磁 学 规律 以 总 结加 和 推 广而 得出他 方的程 组 的
,
,
。他
的 推广 两 个方 有 其面 一是 假变定 的 化场电位 移 电流 产 生 场 从 而 磁把安 培 定 理加 以 广推 使 之 包
,
括位
电移流 二 是其 假定 化 的变磁 场 产 生电场 而从 法把拉 第 电磁 感 应 定 由律 导体回 路 中产 生感应 动电 推 广
势,
一到 情般况
。
麦克
斯 方 韦程 的组来 源 如 下 图所示 二 麦 克 韦 方程 斯组的形 式库
二仑定律
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、
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, 方向从 介
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三
克班 斯方韦程组的位地
克 麦斯韦方 程 组 是 一 个 整 完的方 程 组
,
这 是就 只 说 要给定 像 分 布 即 给定 荷 电的 布分及 运 其动状 态以
,
初及 始 条 和 件边界 条件 理在论 上 克麦斯 韦方 程组就 以 可唯一 地确 定磁电场在 以 后 何时 刻 任的 状态所 以
克麦 书方 斯 组 在 程滋 现电 象中 的 位地就 如 同 牛倾 定 在律 力学现 象 中的 位地 一样
位 们通我过 下 面几 个具体 的 间题加 说以
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为
帮 助大 了家 解它 的 要 地
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由安
克 斯方 韦程 组 可导 出电 徽 场 动 波方程
, ,
。
在
由自空 间中电场和 徽 场互 相 发 徽电徽场 的 运 规 动律 是 齐次的 氏交 程方组
一
,
,
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一
甲形甲
一 ,
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甲蔺 为便 我计讨 论们在真 空中 的 形情,
。
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,
,
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一 导乙旧
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…
。
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…
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,并 结合录 像 带上 的 实 验内 设容计 套 的配
。,
边思 考以 上 问 题二 者 有 机 的结 使合 学生牢
,
习, 制 成题投 影 片 ,
上课时
学生看录 复像习
,,
固 掌地握 了 个 这 实验
,
。
有 实验 内关 看容 到 点重内 容 时录 暂 像停
“
。”
结
合电教 媒 体进 有 效行的 化 学复 习 使
用,投影 器 打出配 套的 问题 习或题 这 样 学
生,
我校学 生 化的学 成 绩近 年 来 有了大 幅 的 提 高 在度中 招考 中试 学 生 平的均化 学 成绩 续连, ,
就
把 实验 理 论 与实 际题 问较好 地 结合 起了
来
,
“
讲 练 也与得 到 了 机 有 统的一 “
””
“
”
。
例
如
两年 居 全区 首 去之 年 招 中 考 试 有
中
,名
学
学让 生 观 在看氢气 还 原 氧 化 铜 验实 录的像
生 得满 了 满分 分 分相以
上
,。
分以 者 上占,
中
用投 影 适打 时出 以下 个 问 几 ①题通氢 气
,
为前什 么 要 检 验 先其纯度
② 通 氢气 的导 气
总之通 这 过几 年的践实我 认 为 化在,
管 为 什么要 在试 插 管底部 上 方
要么 先通后
“撤 ”
③试 管
口 为,
学 系统 习 中 复 若能恰 地当 运用 电 教手 段 不
,,
什么 稍 下 向 斜 ④对 倾于氢 气 实 验 在时 为什
仅可 以 省节 贵宝的 复习 时 间减轻 师 生 负 担 ,
,
等
等学
生边 看验实过
而程 旦还能 大 大 高 提 习效 复果
上
接 第
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式 电场
的偏 微 分 方 程
得
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同
样 在 麦 方氏 程 组 中 去消 电场 可 磁 得场
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偏微分 程方
甲 令
,
一 则内均
了
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七
…
,…
式 为称 波 方 动程其 解 包括 各种 形 式 的电 波
磁,,
,是
电 波磁在 真空 中 的 传播 速度也
,
是 真
空中 的 光 速 麦 斯 克韦由此 预 言 光 是电磁波 该预言 以 为 后 的实验 所 证 实这就 光将 电和 现象磁 统起一来了
,。
此 外我 们 还可 由 麦 氏
方 程组导 出 电 磁 场 的 能量 度密 定 义电 磁波传 播 的 流 密 能 这 度些 题 问使我 们 认识 到 电 场 磁 有具能 量 同时 深加我 们对 磁 场 电 质物 的 性认
识,。
,