麥克斯韋方程組公式及其意義

麥克斯韋方程組公式及其意義

麥克斯韋方程組 (采用國際單位制):式中左、右列分別是方程組的積分、微分形式；E、B、D、H分別是描述電場(指帶電體產(chǎn)生的電場與變化磁場產(chǎn)生的有旋電場之和)和磁場(指電流產(chǎn)生的磁場與變化電場即位移電流產(chǎn)生的磁場之和)的電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、電位移、磁場強(qiáng)度；q、ρ為自由電荷、自由電荷體密度；I、J為傳導(dǎo)電流強(qiáng)度和傳導(dǎo)電流密度。四個公式分別是電場、磁場的高斯定理、電磁感應(yīng)定律以及安培環(huán)路定理。成立條件拓寬了，最為關(guān)鍵的是第四式中補(bǔ)充了位移電流密度項。

和E、B和H、J和E的關(guān)系稱為介質(zhì)方程，對于線性各向同性介質(zhì)，介質(zhì)方程為：式中ε、μ、σ分別是介質(zhì)的電容率 (介電常量)、磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率。介質(zhì)方程與上述電磁場方程組聯(lián)立，構(gòu)成完備的方程組。

麥克斯韋方程組關(guān)于電磁波等的預(yù)言為實驗所證實，證明了位移電流假設(shè)和電磁場理論的正確性。這個電磁場理論對電磁學(xué)、光學(xué)、材料科學(xué)以及通訊、廣播、電視等等的發(fā)展都產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響。它是物理學(xué)中繼牛頓力學(xué)之后的又一偉大成就。

麥克斯韋方程組，是英國物理學(xué)家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋在19世紀(jì)建立的一組描述電場、磁場與電荷密度、電流密度之間關(guān)系的偏微分方程。它由四個方程組成：描述電荷如何產(chǎn)生電場的高斯定律、論述磁單極子不存在的高斯磁定律、描述電流和時變電場怎樣產(chǎn)生磁場的麥克斯韋-安培定律、描述時變磁場如何產(chǎn)生電場的法拉第感應(yīng)定律。