关于麦克斯韦方程组的讨论
18物理与工程 Vol.12 No.4 2002
关于麦克斯韦方程组的讨论
陈俊华
(濮阳教育学院,河南濮阳 457000)
(收稿日期:2002205213)
摘 要 教学具有一定的参考价值.
关键词 麦克斯韦方程组;电磁场
LLEQUATIONS
ChenJunhua
(PuyangEducationCollege,Henan 457000)
Abstract Thisarticleintroducedtheorigin,statementandimportanceofMaxwellequations.ItisusefultotheteachingofMaxwellequations.KeyWords Maxwellequations;electromagneticfield
1864年12月8日,麦克斯韦(1831年～1879年)在英国皇家学会宣读他的总结性论
的变换关系(狭义相对论),在微观领域里要考虑量子化效应,但作为电磁场的普遍规律的麦克斯韦方程组,其形式仍然成立.因此,在学习麦氏方程组时弄清其来龙去脉、形式和地位是很重要的.本文就这些问题做一讨论.
1 麦克斯韦方程组的来源
文《电磁场的动力学理论》.这篇重要论文后来发表在1865年的英国皇家学会会报上.这篇文章总结了他十年来的研究成果,其中第三部分是“电磁场的普遍方程,”列出了描述电磁现象的20个方程,其中包括了我们今天所熟悉的麦克斯韦方程组的分量形式.
麦克斯韦方程组的出世是19世纪的物理学上登峰造极的成就,意义非常重大.著名物理学家费曼说得好“:从人类历史的漫长远景来看———比如一万年之后回来看———,毫无疑问,在19世纪中发生的最有意义的事件将判定是麦克斯韦对电磁定律的发现”.麦克斯韦方程组指明了电磁场运动变化所遵从的基本规律,它和洛仑兹力公式以及电荷守恒定律一起构成了经典电磁现象的完整理论基础.尽管在高速运动的条件下要考虑电磁场
麦克斯韦是在前人的基础上,把由实验得出的电磁学规律加以总结和推广而得出他的方程组的.
他的推广有两个方面:其一是假定变化的电场(位移电流)产生磁场,从而把安培环路定理加以推广,使之包括位移电流;其二是假定变化的磁场产生电场,从而把法拉第电磁感应定律由导体回路中产生感应电动势推广到一般情况.
物理与工程 Vol.12 No.4 2002麦克斯韦方程组的来源如下图所示
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2 麦克斯韦方程组的形式2.1 个描述介质性质的方程式.对于各向同性介质
来说,有:
εD=εr0E
μB=μr0H
j=σE