Maxwell麥克斯韋方程組麥克斯韋方程組分別有哪幾個方程

2021-03-05 21:19:53 字數 5197 閱讀 2430

1樓:匿名使用者

去問你們老師,看教材吧,不是一兩句話說的清楚的。

2樓:匿名使用者

高斯定律描述電場是怎樣由電荷生成。

電場線開始於正電荷,終止於負電荷。計算穿過某給定閉曲面的電場線數量,即其電通量,可以得知包含在這閉曲面內的總電荷。更詳細地說,這定律描述穿過任意閉曲面的電通量與這閉曲面內的電荷之間的關係。

2. 高斯磁定律表明,磁單極子實際上並不存在於宇宙。

所以,沒有磁荷,磁場線沒有初始點,也沒有終止點。磁場線會形成迴圈或延伸至無窮遠。換句話說,進入任何區域的磁場線,必需從那區域離開。

以術語來說,通過任意閉曲面的磁通量等於零,或者,磁場是乙個螺線向量場。

3.法拉第感應定律描述含時磁場怎樣生成(感應出)電場。

電磁感應在這方面是許多發電機的運作原理。例如,一塊旋轉的條形磁鐵會產生含時磁場,這又接下來會生成電場,使得鄰近的閉迴圈因而感應出電流。

4.麥克斯韋-安培定律闡明,磁場可以用兩種方法生成:一種是靠電流(原本的安培定律),另一種是靠含時電場(麥克斯韋修正項)。

在電磁學裡,麥克斯韋修正項意味著含時電場可以生成磁場,而由於法拉第感應定律,含時磁場又可以生成電場。這樣,兩個方程在理論上允許自我維持的電磁波傳播於空間(更詳盡細節,請參閱條目電磁波方程)。

上面四個方程可逐一說明如下:在電磁場中任一點處

(1)電位移的散度 == 該點處自由電荷的體密度 ;

(2)電場強度的旋度 == 該點處磁感強度變化率的負值;

(3)磁場強度的旋度 == 該點處傳導電流密度 與位移電流密度 的向量和;

(4)磁感強度的散度 ---  處處等於零。

物理意義和單位

符號        物理意義       國際單位

e            電場             v/m,n/c

b            磁場             l,wb/m**2,v·s/m**2

d           電位移          c/m**2,n/v·m

h            輔助磁場      a/m

▽·         散度算符       /m

▽×         旋度算符       /m

δ/δt        對於時間的偏導數   /s

ds          微小面元素向量   m**2

dl            微小線元素向量   m

ε。        電常數            f/m

μ。        磁常數            h/m,n/a**2

ρf          自由電荷密度   c/m**3

ρ            總電荷密度      c/m**3

qf         在閉曲面裡面的自由電荷   c

q          在閉曲面裡面的總電荷       c

jf          自由電流密度     a/m**2

j           總電流密度         a/m**2

if          穿過閉路徑所包圍的曲面的自由電流   a

i           穿過閉路徑所包圍的曲面的總電流       a

φb       穿過閉路徑所包圍的曲面的磁通量   t·m**2,v·s,wb

φe       穿過閉路徑所包圍的曲面的電通量        j·m/c

φd      穿過閉路徑所包圍的曲面的電位移通量   c

3樓:

請移步去看《波動方程》和《電磁通論》。

4樓:匿名使用者

麥克斯韋方程組的積分形式:(in matter)

這是2023年前後,麥克斯韋提出的表述電磁場普遍規律的四個方程。

其中:(1)描述了電場的性質。在一般情況下,電場可以是庫侖電場也可以是變化磁場激發的感應電場,而感應電場是渦旋場,它的電位移線是閉合的,對封閉曲面的通量無貢獻。

(2)描述了磁場的性質。磁場可以由傳導電流激發,也可以由變化電場的位移電流所激發,它們的磁場都是渦旋場,磁感應線都是閉合線,對封閉曲面的通量無貢獻。

(3)描述了變化的磁場激發電場的規律。

(4)描述了變化的電場激發磁場的規律。

變化場與穩恆場的關係:

當 時,方程組就還原為靜電場和穩恆磁場的方程:(in matter)在沒有場源的自由空間,

即q=0, i=0,方程組就成為如下形式:(in matter)

麥克斯韋方程組的積分形式反映了空間某區域的電磁場量(d、e、b、h)和場源(電荷q、電流i)之間的關係

。 微分形式

麥克斯韋方程組微分形式:在電磁場的實際應用中,經常要知道空間逐點的電磁場量和電荷、電流之間的關係。從數學形式上,就是將麥克斯韋方程組的積分形式化為微分形式。

利用向量分析方法,可得:

(in matter)

注意:(1)在不同的慣性參照系中,麥克斯韋方程有同樣的形式。

(2) 應用麥克斯韋方程組解決實際問題,還要考慮介質對電磁場的影響。例如在各向同性介質中,電磁場量與介質特性量有下列關係:

在非均勻介質中,還要考慮電磁場量在介面上的邊值關係。在利用t=0時場量的初值條件,原則上可以求出任一時刻空間任一點的電磁場,即e(x,y,z,t)和b(x,y,z,t)。

麥克斯韋方程組微分形式(高斯單位制)

編輯本段科學意義

(一)經典場論是19世紀後期麥克斯韋在總結電磁學三大實驗定律並把它與力學模型進行模擬的基礎上創立起來的。但麥克斯韋的主要功績恰恰是他能夠跳出經典力學框架的束縛:在物理上以"場"而不是以"力"作為基本的研究物件,在數學上引入了有別於經典數學的向量偏微分運算子。

這兩條是發現電磁波方程的基礎。這就是說,實際上麥克斯韋的工作已經衝破經典物理學和經典數學的框架,只是由於當時的歷史條件,人們仍然只能從牛頓的經典數學和力學的框架去理解電磁場理論。

現代數學,hilbert空間中的數學分析是在19世紀與20世紀之交的時候才出現的。而量子力學的物質波的概念則在更晚的時候才被發現,特別是對於現代數學與量子物理學之間的不可分割的數理邏輯聯絡至今也還沒有完全被人們所理解和接受。從麥克斯韋建立電磁場理論到現在,人們一直以歐氏空間中的經典數學作為求解麥克斯韋方程組的基本方法。

(二) 我們從麥克斯韋方程組的產生,形式,內容和它的歷史過程中可以看到:第一,物理物件是在更深的層次上發展成為新的公理表達方式而被人類所掌握,所以科學的進步不會是在既定的前提下演進的,一種新的具有認識意義的公理體系的建立才是科學理論進步的標誌。第二,物理物件與對它的表達方式雖然是不同的東西,但如果不依靠合適的表達方法就無法認識到這個對 象的"存在"。

由此,第三,我們正在建立的理論將決定到我們在何種層次的意義上使我們的物件成為物理事實,,這正是現代最前沿的物理學所給我們帶來的困惑。

(三) 麥克斯韋方程組揭示了電場與磁場相互轉化中產生的對稱性優美,這種優美以現代數學形式得到充分的表達。但是,我們一方面應當承認,恰當的數學形式才能充分展示經驗方法中看不到的整體性(電磁對稱性),但另一方面,我們也不應當忘記,這種對稱性的優美是以數學形式反映出來的電磁場的統一本質。因此我們應當認識到應在數學的表達方式中"發現"或"看出" 了這種對稱性,而不是從物理數學公式中直接推演出這種本質。

**沒法加進來,有需要,請追問!

麥克斯韋方程組分別有哪幾個方程

5樓:河傳楊穎

由四個方程組成:描述電荷

如何產生電場的高斯定律、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生磁場的麥克斯韋-安培定律、描述時變磁場如何產生電場的法拉第感應定律。

在麥克斯韋方程組中,電場和磁場已經成為乙個不可分割的整體。該方程組系統而完整地概括了電磁場的基本規律,並預言了電磁波的存在。

麥克斯韋提出的渦旋電場和位移電流假說的核心思想是:變化的磁場可以激發渦旋電場,變化的電場可以激發渦旋磁場;電場和磁場不是彼此孤立的,它們相互聯絡、相互激發組成乙個統一的電磁場。麥克斯韋進一步將電場和磁場的所有規律綜合起來,建立了完整的電磁場理論體系。

方程意義

場概念的產生,也有麥克斯韋的乙份功勞,這是當時物理學中乙個偉大的創舉,因為正是場概念的出現,使當時許多物理學家得以從牛頓「超距觀念」的束縛中擺脫出來,普遍地接受了電磁作用和引力作用都是「近距作用」的思想。

麥克斯韋方程組在電磁學中的地位,如同牛頓運動定律在力學中的地位一樣。以麥克斯韋方程組為核心的電磁理論,是經典物理學最引以自豪的成就之一。它所揭示出的電磁相互作用的完美統一,為物理學家樹立了這樣一種信念:

物質的各種相互作用在更高層次上應該是統一的。這個理論被廣泛地應用到技術領域。

6樓:我是乙個麻瓜啊

麥克斯韋方程組乃是由四個方程共同組成的:

1、高斯定律:該定律描述電場與空間中電荷分布的關係。電場線開始於正電荷,終止於負電荷。

計算穿過某給定閉曲面的電場線數量,即其電通量,可以得知包含在這閉曲面內的總電荷。更詳細地說,這定律描述穿過任意閉曲面的電通量與這閉曲面內的電荷之間的關係。

2、高斯磁定律:該定律表明,磁單極子實際上並不存在。所以,沒有孤立磁荷,磁場線沒有初始點,也沒有終止點。

磁場線會形成迴圈或延伸至無窮遠。換句話說,進入任何區域的磁場線,必需從那區域離開。以術語來說,通過任意閉曲面的磁通量等於零,或者,磁場是乙個無源場。

3、法拉第感應定律:該定律描述時變磁場怎樣感應出電場。電磁感應是製造許多發電機的理論基礎。

例如,一塊旋轉的條形磁鐵會產生時變磁場,這又接下來會生成電場,使得鄰近的閉合電路因而感應出電流。

4、麥克斯韋-安培定律:該定律闡明,磁場可以用兩種方法生成:一種是靠傳導電流(原本的安培定律),另一種是靠時變電場,或稱位移電流(麥克斯韋修正項)。

7樓:匿名使用者

第乙個式子是電場奧-高定理。第二個式子是靜電場環路定律。第三個式子是法拉第電磁感應定理。第四個式子是安培環路定理。

麥克斯韋方程組是怎麼來的?求大概過程

8樓:匿名使用者

不只是實驗總結抄

,還有麥克襲斯韋自己的理論創新。庫倫定律的兩方面,平方反比性(高斯定理)和有心性(安培環路定律)都是靜態場的實驗總結規律,麥克斯韋直接將其推廣至動態場,結合實驗上的法拉第電磁感應定律,寫下了前兩個方程。▽·e=4πρ和▽×e=-1/c db/dt。

比薩定律也是靜磁場的方程,▽·b=0(其實也是高斯定理)也就像靜電場那般直接推廣至動態磁場。最後乙個方程▽×b=4πj/c+(1/c)de/dt,右邊頭一項可從比薩定律推出,直接推廣至動態場。第二項則是麥克斯韋自己在分析動態電磁場時從理論上匯出的項,表示位移電流,只有添上這一項四個方程才能自洽起來。

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