經(jīng)典力學(xué)、電磁理論、熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)構(gòu)成了經(jīng)典物理學(xué)體系,那么電磁理論究竟講了些什么,讓我們一起來(lái)了解一下。
1831年,這是一個(gè)人類歷史上都值得永遠(yuǎn)銘記的時(shí)刻,法拉第在這一年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)理論,這個(gè)理論標(biāo)志著一場(chǎng)重大的工業(yè)和技術(shù)革命的到來(lái),人類由蒸汽時(shí)代正在向電氣化時(shí)代邁進(jìn),歷史似乎早已冥冥之中注定,在這一年,另外一個(gè)正式帶領(lǐng)大家邁入電氣化時(shí)代的人降生了!他的名字叫做麥克斯韋。
麥克斯韋電磁理論的應(yīng)用范圍
麥克斯韋電磁理論是來(lái)源于群電荷的經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象之上,在應(yīng)用于大量電荷的群體現(xiàn)象中是沒(méi)有問(wèn)題的,但卻不適用于孤立電荷的現(xiàn)象。比如:
庫(kù)侖定律不能普適于所有的兩個(gè)點(diǎn)電荷作用的情況。這疑點(diǎn)在原子的結(jié)構(gòu)中已經(jīng)確定無(wú)疑。按常理,我們?cè)谠宇I(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)原子核和電子之間的作用模式不是相吸的,我們完全可以懷疑庫(kù)侖定律在兩個(gè)點(diǎn)電荷在近距離處的正確性,如果作為兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用存在錯(cuò)誤,那么我們有理由懷疑電磁理論中關(guān)于電磁波在空間中傳播的作用模式是錯(cuò)誤的。
關(guān)于電荷間的作用,不建立在群電荷的基礎(chǔ)之上,的確給探索電磁作用帶來(lái)一定的困難。人類探索電磁作用的時(shí)間已經(jīng)有幾百年的歷史,但是在考慮到電與磁基本的相互作用的作用屬性上,仍然是一片空白的領(lǐng)地。
麥克斯韋方程組
關(guān)于靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒磁場(chǎng)的基本規(guī)律,可總結(jié)歸納成以下四條基本定理:
靜電場(chǎng)的高斯定理:
靜電場(chǎng)的環(huán)路定理:
穩(wěn)恒磁場(chǎng)的高斯定理:
磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理:
上述這些定理都是孤立地給出了靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒磁場(chǎng)的規(guī)律,對(duì)變化電場(chǎng)和變化磁場(chǎng)并不適用。