麦克斯韦方程组

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。