麦克斯韦电磁场理论,什么叫经典电磁学理论?
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1,什么叫经典电磁学理论?
经典电磁学是研究宏观电磁现象和客观物体的电磁性质的学科。 1、经典电磁学或经典电动力学是理论物理学的一个分支,通常被认为包含在广义的电磁学中。它以麦克斯韦方程组和洛伦兹力为基础,主要研究电荷和电流的电磁场及它们彼此的电磁相互作用。当相关尺度和场强足够大以至于量子效应可忽略时(参见量子电动力学),这一套理论能够对电磁现象提供一个非常漂亮的描述。有关经典电磁理论的综述以及物理概念的详细解说可参见费曼、莱顿和桑斯;帕诺夫斯基和菲利普;以及杰克逊 等人的专著。 2、由于电磁场能够以力作用于带电粒子,一个运动中的带电粒子既受到电场的力,也受到磁场的力,洛伦茨把运动电荷所受到的电磁场的作用力归结为一个公式,人们就称这个力为洛伦茨力。描述电磁场基本规律的麦克斯韦方程组和洛伦茨力就构成了经典电动力学的基础。 3、事实上,发电机无非是利用电动力学的规律,将机械能转化为电磁能:电动机无非是利用电动力学的规律将电磁能转化为机械能。电报、电话、无线电、电灯也无一不是经典电磁学和经典电动力学发展的产物。经典电动力学对生产力的发展起着重要的推动作用,从而对社会产生普遍而重要的影响。
2,麦克斯韦关于电磁场理论的两大假设是?
麦克斯韦关于电磁场理论的两大假设是“感生电场”和“位移电流”的假说。 1、感生电场 感生电场对自由电荷的作用只是一种等效的猜想, 所以涡旋电场是一个虚拟的电场。变化的磁场周围不存在这个涡旋电场,是附加给变化的磁场的。 2、位移电流 位移电流是电位移矢量随时间的变化率对曲面的积分。但位移电流只表示电场的变化率,与传导电流不同,它不产生热效应、化学效应等。 扩展资料: 1861年后他在电磁学方面的研究取得很大进展,这一年他发表了《论物理的力线》,设计了电磁作用的力学模型,并引入位移电流的概念。 1864年在皇家学会上宣读了《电磁场的动力学理论》,进一步总结了电磁场理论,提出了电磁场的基本微分方程组,即著名的麦克斯韦方程组。 他在研究电磁场的基础上预见了电磁波的存在,在惠更斯克的波动理论的基础上提出光的电磁说,认为光就是具有一定频率范围的电磁波,且测得电磁波的速度十分接近光速。光的电磁说是人类对光的本性认识的一次飞跃。 参考资料来源:百度百科——电磁场理论 参考资料来源:百度百科——位移电流 参考资料来源:百度百科——涡旋电场
3,麦克斯韦关于电磁场理论的两个基本假设是?急求
(1)变化的磁场产生电场 ①这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场。电路中的自由电荷在这个电场的作用下,做定向运动产生了感应电流。 ②即使在变化的磁场中没有闭合电路,同样要产生电场。 (2)变化的电场产生磁场 既然变化的磁场能够产生电场,那么变化的电场就不能产生磁场吗?麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性,相信电场与磁场的对称之美。他大胆的假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场。 扩展资料 麦克斯韦电磁场理论的建立和证实,无疑是19世纪物理学领域最重大的事件之一,它是研究一切电磁现象的出发点。它以严谨而对称的数学形式归纳了电、磁和电磁辐射之间的最基本关系,使所有早先建立的定律都包容进去,他使人们更深刻地认识了光的电磁本性。 从根本上改变了人类自牛顿时代以来对世界本质的认识,引起了物理学思想领域深刻的变革,并导致了20世纪初叶狭义相对论的创立。它对整个科学的发展,对人类文明的进步都具有深远的意义。 参考资料来源:百度百科-电磁理论
4,什么是麦克斯韦理论?
麦克斯韦在稳恒场理论的基础上,提出了涡旋电场和位移电流的概念:
1. 麦克斯韦提出的涡旋电场的概念,揭示出变化的磁场可以在空间激发电场,并通过法拉第电磁感应定律得出了二者的关系,即
上式表明,任何随时间而变化的磁场,都是和涡旋电场联系在一起的。
2. 麦克斯韦提出的位移电流的概念,揭示出变化的电场可以在空间激发磁场,并通过全电流概念的引入,得到了一般形式下的安培环路定理在真空或介质中的表示形式,即
上式表明,任何随时间而变化的电场,都是和磁场联系在一起的。
综合上述两点可知,变化的电场和变化的磁场彼此不是孤立的,它们永远密切地联系在一起,相互激发,组成一个统一的电磁场的整体。这就是麦克斯韦电磁场理论的基本概念。
在麦克斯韦电磁场理论中,自由电荷可激发电场 ,变化磁场也可激发电场 ,则在一般情况下,空间任一点的电场强度应该表示为
又由于,稳恒电流可激发磁场 ,变化电场也可激发磁场 ,则一般情况下,空间任一点的磁感强度应该表示为
因此,在一般情况下,电磁场的基本规律中,应该既包含稳恒电、磁场的规律,如方程组(1),也包含变化电磁场的规律,
根据麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流的概念,变化的磁场可以在空间激发变化的涡旋电场,而变化的电场也可以在空间激发变化的涡旋磁场。因此,电磁场可以在没有自由电荷和传导电流的空间单独存在。变化电磁场的规律是:
1.电场的高斯定理 在没有自由电荷的空间,由变化磁场激发的涡旋电场的电场线是一系列的闭合曲线。通过场中任何封闭曲面的电位移通量等于零,故有:
2.电场的环路定理 由本节公式(2)已知,涡旋电场是非保守场,满足的环路定理是
3.磁场的高斯定理 变化的电场产生的磁场和传导电流产生的磁场相同,都是涡旋状的场,磁感线是闭合线。因此,磁场的高斯定理仍适用,即
4.磁场的安培环路定理 由本节公式(3)已知,变化的电场和它所激发的磁场满足的环路定理为
在变化电磁场的上述规律中,电场和磁场成为不可分割的一个整体。
将两种电、磁场的规律合并在一起,就得到电磁场的基本规律,称之为麦克斯韦方程组,表示如下
上述四个方程式称为麦克斯韦方程组的积分形式。
将麦克斯韦方程组的积分形式用高等数学中的方法可变换为微分形式。微分形式的方程组如下
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 ;
(2)电场强度的旋度 等于该点处磁感强度变化率 的负值;
(3)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;
(4)磁感强度的散度 处处等于零。
麦克斯韦方程是宏观电磁场理论的基本方程,在具体应用这些方程时,还要考虑到介质特性对电磁场的影响,
即 ,
以及欧姆定律的微分形式 。
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。
参考资料:http://jiangyaokai.nease.net/