麦克斯韦方程组的地位与应用是怎样？
全部答案（共1个回答）
对象与对它的表达方式虽然是不同的东西，但如果不依靠合适的表达方法就无法认识到这个对象的“存在”
答: 为了方便我这里不写单位了，只写简便过程，你看得懂的.. 抛出1S后竖直方向速度Y1=10，因为速度与水平方向成45° ∴水平速度X1=10，即初速度为10 ∵落...
答: 不错，那个地方，听别人说过
答: 该问题的关键在于：当b下滑时a由静止开始向右移动，这时b相对地面的速度就是两个分速度的合成，不再是沿弧的切向，所以弧面对b的支持力与b下滑的速度不垂直，因而每一...
答: 因为学习的本质是建立条件反射，但胎儿在子宫内形成条件反射的条件不成熟，即五接受教育的基础，所以胎教不是教育
大家还关注
Copyright &
Corporation, All Rights Reserved
确定举报此问题
举报原因(必选)：
广告或垃圾信息
激进时政或意识形态话题
不雅词句或人身攻击
侵犯他人隐私
其它违法和不良信息
报告，这不是个问题
报告原因(必选)：
这不是个问题
这个问题分类似乎错了
这个不是我熟悉的地区用电磁学高斯单位制写的麦克斯韦方程组的微分表达式。。。【长春市第二实验中学吧】_百度贴吧
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&签到排名：今日本吧第个签到，本吧因你更精彩，明天继续来努力！
本吧签到人数：0成为超级会员，使用一键签到本月漏签0次！成为超级会员，赠送8张补签卡连续签到：天&&累计签到：天超级会员单次开通12个月以上，赠送连续签到卡3张
关注：3,879贴子：
用电磁学高斯单位制写的麦克斯韦方程组的微分表达式。。。收藏
科技宅拯救世界！
这是什么玩应文科生表示看不懂。
大学物理的电磁学..不过可以简单讲，就是·科技宅拯救世界·
高斯单位制是一种计量单位的制度，属于公制，是从厘米-克-秒制衍生，电磁单位系统中最常见的一种单位制...克斯韦方程组是英国物理学家麦克斯韦在19世纪建立的描述电磁场的基本方程组。它含有四个方程，不仅分别描述了电场和磁场的行为，也描述了它们之间的关系...
成科普贴了...
登录百度帐号利用麦克斯韦方程组推导电场强度和磁场强度的波动方程_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
利用麦克斯韦方程组推导电场强度和磁场强度的波动方程
&&利用麦克斯韦方程组推导电场强度和磁场强度的波动方程。
阅读已结束，下载本文需要
想免费下载更多文档？
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢以下试题来自：
问答题试用相对论四维形式写出麦克斯韦方程组。
为您推荐的考试题库
你可能感兴趣的试题
热门相关试卷
最新相关试卷麦克斯韦方程组的建立及其作用（一）
我的图书馆
麦克斯韦方程组的建立及其作用（一）
1引言150 年前， 英国物理学家麦克斯韦(James Clerk Maxwell，)发表了题为《电磁场的动力学理论》的论文[3]，提出了麦克斯韦方程组(实际上已包括洛仑兹力公式)，标志着经典电动力学的建立。这是从库仑(Charles Augustin de Coulomb， )、奥斯特(Hans Christian Oersted，)、高斯(Karl Friedrich Gauss，)、安培(André-Marie Ampère，1775—1836)直到法拉第(Michael Faraday，)等人所从事的电学和磁学研究的伟大综合、发展和完成。至此，麦克斯韦将电学、磁学和光学统一为自身逻辑自洽的电磁理论。该理论以其与实验结果的惊人符合程度和自身展示的完美对称性——洛仑兹协变性和局域规范对称性，成为物理学家构造粒子物理标准模型的模板，开创了规范场论的新纪元。219世纪50 年代前的电磁学状况1820 年，奥斯特在哥本哈根课堂发现电流能使其附近的小磁针偏转，显示了电和磁之间的联系。这一结果立即引发了全球科学家对于其原因的探求。当时的解释是由安培用超距作用给出的。在奥斯特工作的启发下，法拉第从1831 年到1854 年一直用各种方式进行电磁感应实验。他第一次实现了电磁能和机械能之间的转化。他不用有心力而用力线来解释电流的磁效应。在麦克斯韦建立他的电磁理论之前，诺依曼(Frang Ernst Neumann， )、韦伯(Wilhelm Eduard Weber，)等物理学家，继承了安培的超距作用观点，他们对电磁现象的研究形成了电磁研究的所谓大陆学派，但未能建立起一个统一的理论体系。3法拉第的电紧张态和麦克斯韦的涡旋电场麦克斯韦是少数认真对待法拉第实验工作的人之一，他继承了法拉第的近距作用观念，在电磁学研究中取得了决定性的进展。1856 年，麦克斯韦发表了他那划时代的三篇论文中的第一篇On Faraday's Lines of Force[1]。这里，麦克斯韦继承了法拉第局域相互作用的物理思想，力图用慎密的逻辑和模型去理解和重现法拉第的力线，得到力线的几何模型，使力线能同时指示在任意点处力的方向和强度。为此麦克斯韦发展了汤姆孙(William Thomson，)的类比方法，将法拉第力线视为充满不可压缩流体的流管的流线，希望找到法拉第的“电紧张态”的数学定义。为了上述目的，麦克斯韦着力证明了任意矢量场可分解为某一矢量场的旋度和某一标量场的梯度之和。对于磁场B，梯度项可以用适当的变换(规范变换)去掉，从而有这里的A实际上是1851 年由汤姆孙引进的与磁感强度相联系的当今所谓的“矢势”。我们将(1)式两边取散度，便有这是现在的麦克斯韦方程组中的两个齐次偏微分方程之一。麦克斯韦在他的论文On Faraday's Lines of Force[1]的第II 部分开头写道：“当一个导体在电流或磁铁附近运动时，或者当电流或磁铁相对于附近的导体运动或改变其强度时，导体便受到力的作用，产生电动势或连续的电流，视导体回路断开或闭合而定。这种电流的产生仅仅来自于导体周围的电或磁的状态的变化。实际上，导体在电流或磁铁附近或远离它们的影响时各处于不同的状态，因为移走或取消电流或磁铁会引起电流，而没有电流或磁铁的参与就不会出现电流。”这类现象使法拉第引入所谓电紧张态的概念。麦克斯韦紧接着指出：“这种状态在它未被破坏时并不是显而易见的，而对于这种状态的任一破坏可通过出现(感应)电流或出现(感应)电流的趋势而显示出来。”麦克斯韦应用亥姆霍兹(Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz，)的方法考察了在电紧张态发生变化的过程中电流在介质中传导的条件。他“假设由外电流源产生的电流(密度)为j，相应的电场强度为E。在时间间隔Δt 内电流克服电阻所做的功为而电磁作用对回路做的功为这里，麦克斯韦用A来刻画法拉第的电紧张的强度。如果电流保持不变，麦克斯韦便由“总功应为零，即得到我们将上式两边取旋度立即得到法拉第电磁感应定律：这是现代形式的麦克斯韦方程组中的另一个齐次方程，或写成积分方程：可见麦克斯韦得到的电场的环路积分等于穿过该环路所张面积的磁通量，一般不为零，这里的E便是所谓涡旋电场。涡旋电场与静电学中的静电场不一样，后者的环路积分精确为零。值得注意的是，方程(2)在U(1)局域规范变换下不变，这一点麦克斯韦在导出方程(1)时进行了一些讨论。方程(3)左边是U(1)局域规范不变的，但右端却不是。因而，方程(3)一定是在某一特定规范下写出的。为了找出麦克斯韦写出方程(3)所用的规范，我注意到麦克斯韦同一篇文章的第2部分为得到方程(3)作铺垫的几个定理。麦克斯韦在他的定理V中，讨论了规范自由度，作为一般性的结果，他完全保留了A的规范任意性；但在结束该定理论证时，他给出了一个重要的补充：即可以这样选取χ，使得A满足库仑规范 。继而，在论文提到的定理VI中，麦克斯韦将库仑规范 作为给定的条件来讨论问题。特别是，在给出方程(3)的推证中，麦克斯韦明确地给出了“没有引起电流变化”的动因的条件，即回路电流保持稳恒的条件：这保证了麦克斯韦的电磁能∫dxdydz j·A 在规范变换方程(5)下保持不变，即从而使得关于方程(3)的导出过程建立在合理的基础上，进而可由欧姆定律与方程(3)和(6)得到这与库仑规范条件一致。所以，我的结论是：麦克斯韦在广义库仑规范方程(7)下导出了他的涡旋电场表达式，将法拉第的物理直觉——电紧张态用明确的物理量——电磁场的矢势在同一规范下表示出来。这一方面，是不同于原有物理规律(静电场的环路定理)的重大突破，揭示了磁场变化产生电场的物理机制：电磁场矢势随时间的变化会产生环路积分不为零的涡旋电场。另一方面，将电磁场的矢势作为磁场(见方程(1))和电场(见方程(7))的连接点，摆在了理论的中心地位，是关于电磁场理论研究中的重大的观念上的突破。4麦克斯韦的分子涡旋和位移电流麦克斯韦的第二篇论文On Physical Lines of Force 分为4 个部分先后在1961 年和1962 年间发表[2]。在这篇文章的第一部分，他写道：“我们不满意由假设存在方向指向磁极的吸引或排斥(超距作用)力的解释，即使这种解释与实验现象完全符合；我们不得不思考在任何发现这些力线的地方都应有某种物理状态或作用，能以足够的能量产生实际的现象。”“本文的目的是沿着上述思路通过研究‘介质的张力和运动的某些状态的力学效应，并将其与观察到的电磁现象比较’的方式来了解力线的物理。”麦克斯韦于是考虑一种流体(文献[2]中的Prop.I)，它在不同方向上具有不同的压强；它由分子涡旋构成，所有分子涡旋的旋转轴都相互平行；分子涡旋的角速度与磁场强度成正比；涡旋物质的密度正比于介质的磁导率。按照上述类比，麦克斯韦能写出稳恒电流的安培环路定理(即麦克斯韦第二篇论文中的公式(9))。在这篇论文的第二部分，麦克斯韦提出问题：“为什么介质中的分子涡旋会处于旋转状态？”他意识到，“实际上，这是在询问这些涡旋与电流之间的联系。”“如果我们由分子涡旋给出的关于力线的解释是正确的，为什么涡旋的这样的分布意味着存在电流？”这引出一个最重要的问题：“什么是电流？”值得指出的是，这在一般人看来极为平庸的问题，在当时的麦克斯韦那里却成为一个深奥的未解之谜，这是因为麦克斯韦是从电流和磁场与电场之间的联系来询问电流的本质的。电流一方面会影响磁场的力线，另一方面又是由电场驱动的。因而在我看来，麦克斯韦的提问正好抓住了问题最重要的关节点；正是麦克斯韦对这一问题锲而不舍的研究，导致了他对位移电流的发现。为了理解电流是怎样驱动分子涡旋转动而形成磁力线的，麦克斯韦需要改进他的涡旋模型。他碰到的一个困难是，如何保证分子涡旋在相邻的边界沿相反的方向旋转(以使电流的磁场分布和实验吻合)。为此，他假设“有一层粒子，像惰轮一样，添加到各个相邻的涡旋之间，以至于每个涡旋都能倾向于使与它相邻的涡旋沿着与它相同的方向转动。”紧接着，麦克斯韦计算了这层粒子在单位时间内通过单位横截面积的数目，发现若将它视为稳恒电流密度，则其第二篇论文中的表达式(33)就是安培环路定理，即麦克斯韦同一篇论文中的公式(9)。麦克斯韦据此断言，在他的模型中，“电流是由这层可在涡旋间运动的粒子的转移来表示的。”为了说明力线是如何由电流产生的过程，麦克斯韦让一电流通过他的精心设计的一涡旋群(见文献[2]的第二部分图2)，这将带动电流周围相邻的涡旋开始转动。我不想在这里画出麦克斯韦的这一匠心独具的分子涡旋模型，只想按照麦克斯韦的思路指出，涡旋边缘与电流相邻的部分速度方向一致，从而使得位于电流两侧的相邻涡旋的旋转方向相反，其角速度方向与一封闭回路相切(磁力线)，这就“模型地”形成了磁力线；而已经转动起来的涡旋和与之相邻的尚处于静止的涡旋之间的粒子将会开始旋转(转动方向与带动它运动的涡旋的转动方向相反)，同时朝着电流的反方向移动，这就形成感应电流。在文章的第三部分，麦克斯韦将他的分子涡旋模型应用于静电学。麦克斯韦注意到：“考虑到转动会从分子的外围传输到分子内部，构成涡旋分子的物质必须具有弹性。”当分子涡旋之间的带电粒子在电动势作用下产生位移时，“带电粒子会对涡旋分子施加切向力，使其发生形变，同时受到来自涡旋分子弹性的反作用力。当电动势撤去后，涡旋分子恢复原状，其上的电荷分布也回到原来状态。”“电介质受到感应时，其内每个分子中的电荷都会发生位移(极化)，以致分子的一端出现正电荷，相对的另一端出现负电荷，但是不会形成电流，因为这些电荷完全同分子联系在一起，不会从一个分子转移到另一个分子。这对于整个电介质作用的效果是沿某一方向产生电位移。这种电位移达到一定值时就不再变化，因而不会形成电流。”这里的“电位移达到一定值时就不再变化”应当意味着极化电荷受力平衡而其分布不再变化。这时，作用在单位正电荷上的电动力(电场强度)E与电位移矢量D之间的关系为式中1/ε是由电介质的特性决定的系数。接着，麦克斯韦假设涡旋分子是完全弹性的小球，介质是各向同性的，考虑电介质在均匀电场的作用下相应的电位移，利用理想固体的性质，证明了系数ε与介质磁导率μ的乘积等于介质折射率n的平方。麦克斯韦意识到，“这种位移若随着时间而增加或减小，就会形成正向或负向电流。”他进一步指出，如果电场随时间而变化，则电位移矢量D随时间的变化就等价于位移电流密度jd，麦克斯韦指出：“这一关系与任何关于电介质的内部机制的理论(模型)无关。”麦克斯韦认为，这一电流的作用应当在原来的安培环路定理中加以考虑，从而将安培环路定理推广为以下形式：位移电流是麦克斯韦在物理概念上的又一重要发展，正是它的存在，保证了麦克斯韦方程组的内部自洽性，赋予电磁场以波动性。这里，一方面是不同于原有物理规律(稳恒电流的安培环路定理)的重大突破(推广到任意电流的安培环路定理)，揭示了电场变化产生磁场的物理机制：电场随时间的变化会产生环路积分不为零的涡旋磁场。另一方面，将位移电流作为电场(见方程(8))和磁场(见方程(9))的连接点，摆在了理论的中心地位，是关于电磁场理论研究中的又一重大的观念上的突破。本文选自《物理》2015年第12期
馆藏&29230
TA的最新馆藏
喜欢该文的人也喜欢