麦克斯韦方程组(英语:Maxwell's equations),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。它由四个方程组成:描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律。从麦克斯韦方程组,可以推论出电磁波在真空中以光速传播,并进而做出光是电磁波的猜想。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。
麦克斯韦方程是英国物理学家詹姆斯·克拉克·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。麦克斯韦方程由描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律等四个方程组成。
它反映在场源(电荷密度ρ及电流密度J)给定的前提下电场E和磁场B随时间的演化所遵从的规律,即描述场源如何影响电磁场的演化。但是,电磁场反过来又会按洛仑兹力公式对场源(带电粒子)施加作用。
扩展资料:
麦克斯韦方程组并不是由麦克斯韦本人发现的,而是他在前人总结关于电磁现象基本规律的基础上提出的。奥斯特、安培等人提出了电场产生磁场的理论,而法拉第则提出了磁场产生电场的法拉第电磁感应定律。在这些理论的基础上,麦克斯韦又提出了“位移电流”假说。
在此基础上,提出了麦克斯韦方程组,至此电和磁达到了完全的统一,形成了全新的电磁场理论。电磁领域的辉煌时代就此开启。这个方程组所要说明的问题可以简单的概括为两句话:“变化的磁场产生电场(法拉第电磁感应定律)”、“变化的电场产生磁场(位移电流假说)”。
麦克斯韦1831年6月出生于苏格兰爱丁堡,他的父亲原是个知识渊博的律师,但却热衷于技术和建筑设计,对麦克斯韦的一生影响很大。8岁的时候,麦克斯韦的母亲不幸得肺结核去世,从此家庭的重负全都落在了父亲的身上。幼年丧母使麦克斯韦的性格变得孤僻、内向。16岁麦克斯韦中学毕业后进入了苏格兰的最高学府爱丁堡大学,专门攻读数学和物理学。19岁时进入了剑桥大学并成为了霍普金斯的研究生。1854年的时候毕业并留校任教,后因父亲生病到苏格兰的马里沙耳学院任自然哲学教授,1871年受聘筹建剑桥大学卡文迪什实验室,并任第一任主任。
1831年6月13日,麦克斯韦出生在苏格兰爱丁堡一个很有名望的家庭。其父对于实用的、技术性的学问很感兴趣,后来成为爱丁堡皇家学会成员。8岁时,母亲去世,在父亲的引导下学习科学。受其父亲的影响,麦克斯韦从小就进入科学界,因而受到很多有益的影响。
1847年,16岁的他进入爱丁堡大学学习数学和物理学,1850年,他转入剑桥大学,在那里,在著名数学家W·霍普金斯的指导下,他取得了不菲的成绩。
麦克斯韦方程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。麦克斯韦方程由描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律等四个方程组成。
麦克斯韦方程组并不是由麦克斯韦本人发现的,而是他在前人总结关于电磁现象基本规律的基础上提出的。奥斯特、安培等人提出了电场产生磁场的理论,而法拉第则提出了磁场产生电场的法拉第电磁感应定律。在这些理论的基础上,麦克斯韦又提出了“位移电流”假说。在此基础上,提出了麦克斯韦方程组,至此电和磁达到了完全的统一,形成了全新的电磁场理论。电磁领域的辉煌时代就此开启。这个方程组所要说明的问题可以简单的概括为两句话:“变化的磁场产生电场(法拉第电磁感应定律)”、“变化的电场产生磁场(位移电流假说)”。
在介质中,麦克斯韦方程组的微分形式为:
麦克斯韦妖是世界十大著名物理学家之一詹姆斯·麦克斯韦提出的猜想,主要为了说明热力学第二定律的可能性而提出的设想。这个设想是这样的:
假如有一个密闭的容器,中间一个没有任何摩擦力的板子将其分成AB两部分,而在隔板上面有一个妖怪控制的阀门。
最开始两边的温度一样,当高速分子由A向B运动或慢速分子由B向A运动时,妖怪就会把门打开。而当当高速分子由B向A运动或慢速分子由A向B运动时,妖怪就会把门关上,最终久而久之所有的高速分子都会到达B区,而所有的慢速分子都会来到A区,这个系统就会变得更加有序。
麦克斯韦1831年6月出生于苏格兰爱丁堡,他的父亲原是个知识渊博的律师,但却热衷于技术和建筑设计,对麦克斯韦的一生影响很大。8岁的时候,麦克斯韦的母亲不幸得肺结核去世,从此家庭的重负全都落在了父亲的身上。幼年丧母使麦克斯韦的性格变得孤僻、内向。16岁麦克斯韦中学毕业后进入了苏格兰的最高学府爱丁堡大学,专门攻读数学和物理学。19岁时进入了剑桥大学并成为了霍普金斯的研究生。1854年的时候毕业并留校任教,后因父亲生病到苏格兰的马里沙耳学院任自然哲学教授,1871年受聘筹建剑桥大学卡文迪什实验室,并任第一任主任。