Max電磁場理論的基本過程是什麽？

1.法拉第電磁感應定律和麥克斯韋對電磁理論的發展。1831年發現的法拉第電磁感應定律初步揭示了電和磁的內在聯系。麥克斯韋在高斯定理、安培環路定理和法拉第電磁感應定律的基礎上，建立了壹座宏偉的電磁場理論大廈，而這座大廈的基石就是那優美的麥克斯韋方程。毫不誇張地說，法拉第的發現和麥克斯韋的貢獻是人類科學進程中的裏程碑，具有劃時代的意義。法拉第把人類帶入了電氣化時代，麥克斯韋則給人類帶來了通信和信息技術的革命。他們不僅在科研上承前啟後，而且有著劃時代的相遇與合作。下面這篇文章對此進行了生動的描繪。法拉第、麥克斯韋和電磁理論(閱讀1)韋伯走過壹個又壹個歐姆，帶給我的是壹個回音──“我是妳忠誠而真誠的法拉，充電到壹伏，以示對妳的愛。”——麥克斯韋·法拉第通過實驗發現了電磁感應現象，從直覺猜想中提出了磁力線和磁場的假說，但壹時無法用實驗證明，於是把這個預言保存在皇家學院地下室的文件櫃裏1832，等待朋友上門。他等了二十三年，沒有人上門，沒有聽到壹句能聽懂他的話。相反，很多人，包括當時壹些著名的物理學家，經常諷刺他。他只有努力工作才能擺脫這些煩惱。當他工作很累的時候，他靠在椅子上，閉上眼睛。有時候他會忍不住想起開普勒發現三大定律後說的話:反正是我發現的，也許要過壹百年才會有人理解。看來這輩子不會有人和我分享發現的喜悅了。我只能忍受這種發現的孤獨。壹天，他正在壹堆每天收到的期刊雜誌中嘆氣，突然眼前壹亮，壹篇論文的標題突然映入眼簾:《論法拉第的力線》。就像壹個饑餓的人拿起壹塊甜面包，壹口氣把帶標點的單詞壹掃而光。這確實是壹篇好論文，具體闡述了他的發現和思想，妙處在於把法拉第充滿力線的場比作壹個流體場，可以借助流體力學的成果來解釋；力線概括為向量微分方程，可以用數學方法描述。法拉第從小就失學，沒有在正規學校受過訓練。他最缺的是數學。現在突然有人從數學的角度來幫他，真是塞翁失馬焉知非福。他忙著看作者是誰，但這是壹個奇怪的名字:詹姆斯·克拉克·麥克斯韋爾。從那以後，他就到處打聽作者的情況。就在這篇文章突然出現的時候，作者突然消失的無影無蹤。就在法拉第期待著見到麥克斯韋，卻找不到的時候，壹個年輕人正急匆匆地走在去蘇格蘭古都愛丁堡的路上。這個人就是麥克斯韋(1831年~ 1879)。他原本留在倫敦劍橋大學工作，但前幾天突然收到家裏來信，說父親病重，於是放下工作趕回老家。麥克斯韋出生於1831年11月13。恰好是法拉第發現電磁感應後的第33天。似乎是上帝派他來地球代替法拉第。麥克斯韋的母親在他九歲時死於肺病，所以他從小就和父親相依為命。他的父親是壹個極其聰明的工程師，他不想被傳統束縛。有壹次，他在桌子上放了壹瓶花，教兒子畫素描。畫完不想交的全是幾何圖形:花是大大小小的圓，葉子是三角形，花瓶是大梯形。父親摸著兒子稚氣的臉說:“看來妳是個數學天才，將來在這方面會有所成就的。”所以他開始教他幾何和代數。麥克斯韋真是個神童。他在中學舉行的數學和詩歌比賽中獲得了兩項壹等獎。15歲時，他在中學畢業前寫了壹篇關於圓錐曲線的論文，發表在《愛丁堡皇家學會雜誌》上。麥克斯韋十六歲時被愛丁堡大學錄取。有壹次上課，他突然舉手站起來，說老師在黑板上推導的壹個方程錯了。講師還生氣地說:“如果妳是對的，我就叫他麥克斯韋公式！”“不想老師課後做了個仔細的計算，結果證明學生是對的。1850年，父親送他去劍橋大學學習。1854年以數學第二名的成績畢業。畢業後，他對電磁學產生了興趣。第二年，他發表了《論法拉第的力線》。正當他的才華在壹個新的領域開始嶄露頭角的時候，他突然收到了家裏的壹封信，匆匆趕回來。馬克斯韋爾壹進家門，就看到父親憔悴、臥床不起，想到自己小時候失去母親，父親拉扯自己的艱辛，心裏很難過。他整天守候在藥床前，處處溫順。為了就近照顧父親，他給劍橋大學寫信辭職，準備去離家不遠的阿伯丁港瑪麗斯凱爾學院教書。第二年，父親突然去世。他去了馬瑞的欺凱爾學院，做了壹個關於“自然哲學”的講座。冬去春來，轉眼就是1860。麥克斯韋在這裏已經四年了。雖然他對土星環和氣體力學的研究取得了重要成果，但他卻無暇顧及他壹直關心的電磁學。這時候趕上了瑪麗斯凱爾學院和另壹個學院合並，他主持的講座也取消了。不知道新飯碗在哪裏。但就在這個時候，他的母校愛丁堡大學即將招聘壹名自然哲學教授，他趕緊報了名。同壹個考試有三個人。在知識和名聲的基礎上，他自然被錄取了。不想口試的時候，面對臺前母校的前輩老師，不自覺的緊張起來。他說話時快時慢，句子斷斷續續。最終因“口頭表達能力差”落選，不得不帶著妻子再次前往倫敦，在皇家學院避難。但是塞翁失馬焉知非福。他沒想到，正是因為在愛丁堡落選，才成就了他的事業。法拉第自從看了麥克斯韋的文章之後，每天都在關註有沒有類似的文章發表，同時也在到處打聽麥克維的情況。誰知如彗星劃過天際，從此杳無音信。他每天都在變老。到了1860，他已經是79歲的老人了，唯壹的擔心就是他的發現不為人知。那個地下室的文件真的要壹百年後才能實現嗎？壹天早上，他拄著拐杖在自家門前的草坪上散步時，遠處走來壹男壹女。男的年輕瀟灑，女的文靜漂亮。這壹男壹女來到法拉第的眼前。這個女人帶著許多五顏六色的禮物。那人俯下身子，畢恭畢敬地問道:“您是受人尊敬的法拉第先生嗎？”“是的，我是邁克爾·法拉第，壹個非常普通的人。“法拉第最怕別人恭維，所以總是加上這個屬性。”我是妳忠實的學生麥克斯韋。”“妳是寫了壹篇關於我的力線的論文的麥克斯韋先生嗎？”“是的。在妳和妳的知識面前我只是個孩子。“麥克斯韋比法拉第年輕四十歲。當法拉第確認站在他面前的是麥克斯韋時，他放下了拐杖，眼前頓時壹亮。麥克斯韋也跳了起來，他們緊緊地擁抱在壹起。壹個是實驗大師，壹個是數學天才。這是物理和數學的擁抱，是物理的壹大幸事。法拉第說:“我等妳等得太久了。妳終於回到倫敦了。是妳強大的磁場最終把我吸引了回來。這壹次，我不僅回到了倫敦，也回到了皇家學院，回到了妳的身邊。"法拉第謙虛地笑著說:"可惜我老了，但還有時間。第谷交給開普勒的時候，他的生命只剩下壹年了。上帝能給我壹年時間就夠了。”“老師，妳會長壽的。”“祝我們的新理論長命百歲！”兩個人都高興得哈哈大笑起來。法拉第經過幾年的研究，證明了磁能可以產生電、電流和電場。電流和電場不壹樣。電流能明顯地加熱導線和電解水，稱為傳導電流。變化的電場雖然有電流的壹些性質，但並不明顯。聰明的麥克斯韋把它命名為“位移電流”。傳導電流可以激發壹個磁場，影響針的偏轉，那麽這個位移電流(改變電場)可以激發壹個磁場嗎？這無非是特定的熱效應，可以擊人電，無非是明顯的磁性可以吸鐵。他們太不起眼，太神秘。法拉第實驗了很多年，仍然沒有找到兩者之間的聯系。就像有些微雕高手可以在頭發上刻壹首詩壹樣，他早就用感覺代替眼睛來操作了。到了最關鍵的時候，問題往往不是實驗能解決的，只能靠推理來決定。這個難題真的是麥克斯韋用數學公式推導出來的。在1865的科學史上，統壹電磁場理論終於誕生了。麥克斯韋公布了壹組描述電磁場運動規律的方程。他證明了改變磁場可以產生電場，改變電場可以產生磁場。這比法拉第的能產生電流的“磁”和電流能產生“磁”要好。磁場，電場，磁場和電場，這兩個場(電磁波)的作用在壹定條件下是不斷變化的，不像牛頓力學所描述的“真空超距作用”。法拉第的預言在數學上得到了完美的闡述和嚴謹的論證，更妙的是，麥克斯韋竟然用自己的方程推導出電磁波的速度恰好等於光速，證明了光也是電磁波。光學和電磁學也在這裏融合了。牛頓、胡克和惠更斯對光的本質的情感對立在今天真正統壹了。法拉第畢竟比第谷幸運。他看到了自己理論的完善和繼任者的表現。電磁學理論建立後的第二年——1867，電磁學的創始人滿意地離開了人世。麥克斯韋在1865年發表公式後，立即回到鄉下老家的莊園，關上門，潛心撰寫《電磁學通論》，詳細闡述了這壹理論。8年後，這部可以與牛頓1687年出版的《自然哲學》相媲美的巨著終於出版了。牛頓建造了經典力學的宏偉大廈，麥克斯韋建造了經典電磁學的摩天大樓。經過186年的艱難攀登，物理學終於躍上了第二個高峰。麥克斯韋電磁理論統壹了電磁現象和光現象的本質，完成了物理學的壹次大融合，是19世紀科學史上的壹件大事。但當時由於書中使用的數學方法深奧抽象，而且在書出版後很長壹段時間都沒有發現電磁波。所以很少有人支持他的理論，但質疑和反對聲也隨之而來。這樣，電磁波是否真的存在就成了檢驗麥克斯韋理論的關鍵。雖然麥克斯韋對現代物理學做出了巨大貢獻，但他當時並不快樂。沒有人理解他的理論，他的妻子久病後需要照顧。他的電磁理論講座被忽略了。有時候，只有兩個學生坐在空教室裏。各種不愉快的事情讓他疲憊不堪，身體越來越差。1879 165438+10月5日，偉大的科學家麥克斯韋終於因肺病去世。2.麥克斯韋的兩個假設(1)。渦旋電場假說法拉第電磁感應定律:從電源角度分析感應電動勢的非靜電場既然感應電動勢能使閉合導線中的電荷形成閉合電流，那麽必然存在壹個“旋轉場”驅動電荷運動。麥克斯韋沿著這個思路大膽假設這個場是壹個“渦旋電場”，是壹個既不同於靜電場又不同於穩恒電場的“交變電場”。以下是這壹思想的數學推導:但是，麥克斯韋假設(渦旋電場假設)，加上靜電場，可以推廣，將其轉化為微分形式，說明“改變磁場可以激發渦旋電場”靜電場、穩恒電場等電荷激發的場稱為庫侖場，所以任何電場都可以認為是由庫侖場和渦旋場組成的，也就是說， 其中:(2)位移電流假設圖1-3考慮電容充電的電路(圖1-3)是不穩定的，所以很明顯當所有導線都取電容外，閉合高斯面取電容內時，安培環路定理在電路各處都不成立。 有沒有辦法推廣到這樣不穩定的電路？麥克斯韋假設電容器中中斷的傳導電流是由非穩態條件下的位移電流連接的，即傳導電流和位移電流之間的連接同時閉合，這樣環路定理中的方程在穩態條件下可以發生變化，因此可以展開為並且其對應的微分公式可以展開為展開式，說明“變化的電場也可以激發出渦流磁場”。此外，總“電流”表達式的對應微分方程是或3。簡述麥克斯韋電磁場理論框架的“4，3，2，1”，麥克斯韋電磁場理論框架可以用“4，3，2，1”來概括，其中有4-4個方程:麥克斯韋方程，電動力學的基本方程。3-三種關系:，，；2-兩種假設:渦流電場和位移電流；1-A預測:電磁場以光速以波的形式傳播。