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电磁场的核心是什么样的

时间: 2023-01-17 08:00:41 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 94次

电磁场的核心是什么样的

麦克斯韦电磁场理论的核心思想是:变化的磁场可以激发涡旋电场 涡旋电场是什么样?电场线是怎么分布的?

静止电荷产生的电场是无旋的,也就是平常的电场,有一个标量电势。你在这样的电场中转一圈,电势变化为零。
变化磁场产生的电场就不这样,它是有旋度的。或者说,绕此电场转一圈,电势变化非零。这样,电势的定义就失效了,或者说,是不完全的,因为他不能完全描述这样的电场。以后你还会学到矢势,它和标势共同描述有旋场。
形象的说,简单的有旋场电场线中存在闭合的曲线。
均匀变化的匀强磁场,垂直磁场的平面内有环绕磁感线的圆形感生电场
变化的磁场激起变化的电场(即涡旋电场),变化的电场再变化的磁场,这样循环,向外散播,形成电磁波

麦克斯韦电磁场理论的主要内容是什么

  麦克斯韦电磁场理论的核心思想是:变化的磁场可以激发涡旋电场,变化的电场可以激发涡旋磁场;电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场.麦克斯韦进一步将电场和磁场的所有规律综合起来,建立了完整的电磁场理论体系.这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组.
  麦克斯韦方程组是由四个微分方程构成,:
  (1)描述了电场的性质.在一般情况下,电场可以是库仑电场也可以是变化磁场激发的感应电场,而感应电场是涡旋场,它的电位移线是闭合的,对封闭曲面的通量无贡献.
  (2)描述了磁场的性质.磁场可以由传导电流激发,也可以由变化电场的位移电流所激发,它们的磁场都是涡旋场,磁感应线都是闭合线,对封闭曲面的通量无贡献.
  (3)描述了变化的磁场激发电场的规律.
  (4)描述了变化的电场激发磁场的规律.
  麦克斯韦方程都是用微积分表述的,具体推导的话要用到微积分,高中没学很难理解,我给你把涉及到的方程写出来,并做个解释,你要是还不明白的话也不用着急,等上了大学学了微积分就都能看懂了:
  1.安培环路定理,就是磁场强度沿任意回路的环量等于环路所包围电流的代数和.
  2.法拉第电磁感应定律,即电磁场互相转化,电场强度的弦度等于磁感应强度对时间的负偏导.
  3.磁通连续性定理,即磁力线永远是闭合的,磁场没有标量的源,麦克斯韦表述是:对磁感应强度求散度为零.
  4.高斯定理,穿过任意闭合面的电位移通量,等于该闭合面内部的总电荷量.麦克斯韦:电位移的散度等于电荷密度.

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麦克斯韦是继法拉第之后,又一位集电磁学大成于一身的伟大科学家。他全面地总结了电磁学研究的全部成果,并在此基础上提出了“感生电场”和“位移电流”的假说,建立了完整的电磁场理论体系,不仅科学地预言了电磁波的存在,而且揭示了光、电、磁现象的内在联系及统一性,完成了物理学的又一次大综合。他的理论成果为现代无线电电子工业奠定了理论基础。
顾名思义,麦克斯韦方程组是麦克斯韦建立的描述电场与磁场的四个方程。
方程组的微分形式,通常称为麦克斯韦方程。在麦克斯韦方程组中,电场和磁场已经成为一个不可分割的整体。该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律,并预言了电磁波的存在。
麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的核心思想是:变化的磁场可以激发涡旋电场,变化的电场可以激发涡旋磁场;电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。麦克斯韦进一步将电场和磁场的所有规律综合起来,建立了完整的电磁场理论体系。这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组。
麦克斯韦方程组在电磁学中的地位,如同牛顿运动定律在力学中的地位一样。以麦克斯韦方程组为核心的电磁理论,是经典物理学最引以自豪的成就之一。它所揭示出的电磁相互作用的完美统一,为物理学家树立了这样一种信念:物质的各种相互作用在更高层次上应该是统一的。另外,这个理论被广泛地应用到技术领域。
麦克斯韦方程组的微分形式如右图:  上面四个方程可逐一说明如下:在电磁场中任一点处
(1)电位移的散度等于该点处自由电荷的体密度 (高斯定律);
(2)磁感强度的散度处处等于零(高斯磁定律);
(3)电场强度的旋度等于该点处磁感强度变化率的负值(法拉第定律);
(4)磁场强度的旋度等于该点处传导电流密度与位移电流密度的矢量和(麦克斯韦-安培环路定律)。

写出麦克斯韦方程组的微分形式及积分形式。

那位大侠会电磁场导论,请尽快解答!

1、麦克斯韦方程组的积分形式如下:

2、微分形式

在电磁场的实际应用中,经常要知道空间逐点的电磁场量和电荷、电流之间的关系。从数学形式上,就是将麦克斯韦方程组的积分形式化为微分形式。倒三角形为哈密顿算子。

麦克斯韦方程组在电磁学中的地位,如同牛顿运动定律在力学中的地位一样。以麦克斯韦方程组为核心的电磁理论,是经典物理学最引以自豪的成就之一。

它所揭示出的电磁相互作用的完美统一,为物理学家树立了这样一种信念:物质的各种相互作用在更高层次上应该是统一的。另外,这个理论被广泛地应用到技术领域。

扩展资料

在麦克斯韦方程组中,电场和磁场已经成为一个不可分割的整体。该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律,并预言了电磁波的存在。   

麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的核心思想是:变化的磁场可以激发涡旋电场,变化的电场可以激发涡旋磁场;

电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场(也是电磁波的形成原理)。

麦克斯韦进一步将电场和磁场的所有规律综合起来,建立了完整的电磁场理论体系。这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组。   

麦克斯韦方程组,是英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦在19世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。从麦克斯韦方程组,可以推论出光波是电磁波。

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。从这些基础方程的相关理论,发展出现代的电力科技与电子科技。   

麦克斯韦1865年提出的最初形式的方程组由20个等式和20个变量组成。他在1873年尝试用四元数来表达,但未成功。现在所使用的数学形式是奥利弗·赫维赛德和约西亚·吉布斯于1884年以矢量分析的形式重新表达的。

参考资料来源:百度百科-麦克斯韦方程组

积分形式:

说明:式①是由安培环路定律推广而得的全电流定律,其含义是:磁场强度H沿任意闭合曲线的线积分,等于穿过此曲线限定面积的全电流。等号右边第一项是传导电流.第二项是位移电流。式②是法拉第电磁感应定律的表达式,它说明电场强度E沿任意闭合曲线的线积分等于穿过由该曲线所限定面积的磁通对时间的变化率的负值。这里提到的闭合曲线,并不一定要由导体构成,它可以是介质回路,甚至只是任意一个闭合轮廓。式③表示磁通连续性原理,说明对于任意一个闭合曲面,有多少磁通进入盛然就有同样数量的磁通离开。即B线是既无始端又无终端的;同时也说明并不存在与电荷相对应的磷荷。式④是高斯定律的表达式,说明在时变的条件下,从任意一个闭合曲面出来的D的净通量,应等于该闭曲面所包围的体积内全部自由电荷之总和。

微分形式:

说明:式⑤是全电流定律的微分形式,它说明磁场强度H的旋度等于该点的全电流密度(传导电流密度J与位移电流密度之和),即磁场的涡旋源是全电流密度,位移电流与传导电流一样都能产生磁场。式⑥是法拉第电磁感应定律的微分形式,说明电场强度E的旋度等于该点磁通密度B的时间变化率的负值,即电场的涡旋源是磁通密度的时间变化率。式⑦是磁通连续性原理的微分形式,说明磁通密度B的散度恒等于零,即B线是无始无终的。也就是说不存在与电荷对应的磁荷。式⑧是静电场高斯定律的推广,即在时变条件下,电位移D的散度仍等于该点的自由电荷体密度。

参考资料:百度百科

麦克斯韦方程组的积分形式:  这是1873年前后,麦克斯韦提出的表述电磁场普遍规律的四个方程。 麦克斯韦方程组的积分形式: 其中:(1)描述了电场的性质。在一般情况下,电场可以是库仑电场也可以是变化磁场激发的感应电场,而感应电场是涡旋场,它的电位移线是闭合的,对封闭曲面的通量无贡献。   (2)描述了磁场的性质。磁场可以由传导电流激发,也可以由变化电场的位移电流所激发,它们的磁场都是涡旋场,磁感应线都是闭合线,对封闭曲面的通量无贡献。   (3)描述了变化的磁场激发电场的规律。   (4)描述了变化的电场激发磁场的规律。 麦克斯韦方程组微分形式: 在电磁场的实际应用中,经常要知道空间逐点的电磁场量和电荷、电流之间的关系。从数学形式上,就是将麦克斯韦方程组的积分形式化为微分形式(高斯单位制): 注意:(1)在不同的惯性参照系中,麦克斯韦方程有同样的形式。    (2) 应用麦克斯韦方程组解决实际问题,还要考虑介质对电磁场的影响。
1、麦克斯韦方程组的积分形式如下:

2、微分形式

在电磁场的实际应用中,经常要知道空间逐点的电磁场量和电荷、电流之间的关系。从数学形式上,就是将麦克斯韦方程组的积分形式化为微分形式。倒三角形为哈密顿算子。

麦克斯韦方程组在电磁学中的地位,如同牛顿运动定律在力学中的地位一样。以麦克斯韦方程组为核心的电磁理论,是经典物理学最引以自豪的成就之一。

它所揭示出的电磁相互作用的完美统一,为物理学家树立了这样一种信念:物质的各种相互作用在更高层次上应该是统一的。另外,这个理论被广泛地应用到技术领域。
你看一下天津大学物理化学教研室编著的《物理化学》第五版吧,这本书里有详细介绍。你提问的这个麦克斯韦方程组的微分形式及积分形式,由于太复杂,我在这里就不写出来了。建议你看一下天大的这本书,我想你会受益匪浅的。
文章标题: 电磁场的核心是什么样的
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