电磁学理论的基础知识有哪些?
经典电磁学是研究宏观电磁现象和客观物体的电磁性质的学科。
1、经典电磁学或经典电动力学是理论物理学的一个分支,通常被认为包含在广义的电磁学中。它以麦克斯韦方程组和洛伦兹力为基础,主要研究电荷和电流的电磁场及它们彼此的电磁相互作用。当相关尺度和场强足够大以至于量子效应可忽略时(参见量子电动力学),这一套理论能够对电磁现象提供一个非常漂亮的描述。有关经典电磁理论的综述以及物理概念的详细解说可参见费曼、莱顿和桑斯;帕诺夫斯基和菲利普;以及杰克逊 等人的专著。
2、由于电磁场能够以力作用于带电粒子,一个运动中的带电粒子既受到电场的力,也受到磁场的力,洛伦茨把运动电荷所受到的电磁场的作用力归结为一个公式,人们就称这个力为洛伦茨力。描述电磁场基本规律的麦克斯韦方程组和洛伦茨力就构成了经典电动力学的基础。
3、事实上,发电机无非是利用电动力学的规律,将机械能转化为电磁能:电动机无非是利用电动力学的规律将电磁能转化为机械能。电报、电话、无线电、电灯也无一不是经典电磁学和经典电动力学发展的产物。经典电动力学对生产力的发展起着重要的推动作用,从而对社会产生普遍而重要的影响。
经典电磁学是研究宏观电磁现象和客观物体的电磁性质的学科。人们很早就接触到电和磁的现象,并知道磁棒有南北两极。在18世纪,发现电荷有两种:正电荷和负电荷。不论是电荷还是磁极都是同性相斥,异性相吸,作用力的方向在电荷之间或磁极之间的连接线上,力的大小和它们之间的距离的平方成反比。在这两点上和万有引力很相似。18世纪末发现电荷能够流动,这就是电流。但长期没有发现电和磁之间的联系。
19世纪前期,奥斯特发现电流可以使小磁针偏转。而后安培发现作用力的方向和电流的方向,以及磁针到通过电流的导线的垂直线方向相互垂直。不久之后,法拉第又发现,当磁棒插入导线圈时,导线圈中就产生电流。这些实验表明,在电和磁之间存在着密切的联系。法拉第用过的线圈
在电和磁之间的联系被发现以后,人们认识到电磁力的性质在一些方面同万有引力相似,另一些方面却又有差别。为此法拉第引进了力线的概念,认为电流产生围绕着导线的磁力线,电荷向各个方向产生电力线,并在此基础上产生了电磁场的概念。
现在人们认识到,电磁场是物质存在的一种特殊形式。电荷在其周围产生电场,这个电场又以力作用于其他电荷。磁体和电流在其周围产生磁场,而这个磁场又以力作用于其他磁体和内部有电流的物体。电磁场也具有能量和动量,是传递电磁力的媒介,它弥漫于整个空间。
19世纪下半叶,麦克斯韦总结了宏观电磁现象的规律,并引进位移电流的概念。这个概念的核心思想是:变化着的电场能产生磁场;变化着的磁场也能产生电场。在此基础上他提出了一组偏微分方程来表达电磁现象的基本规律。这套方程称为麦克斯韦方程组,是经典电磁学的基本方程。麦克斯韦的电磁理论预言了电磁波的存在,其传播速度等于光速,这一预言后来为赫兹的实验所证实。于是人们认识到麦克斯韦的电磁理论正确地反映了宏观电磁现象的规律,肯定了光也是一种电磁波。
经典电动力学
由于电磁场能够以力作用于带电粒子,一个运动中的带电粒子既受到电场的力,也受到磁场的力,洛伦茨把运动电荷所受到的电磁场的作用力归结为一个公式,人们就称这个力为洛伦茨力。描述电磁场基本规律的麦克斯韦方程组和洛伦茨力就构成了经典电动力学的基础。
事实上,发电机无非是利用电动力学的规律,将机械能转化为电磁能:电动机无非是利用电动力学的规律将电磁能转化为机械能。电报、电话、无线电、电灯也无一不是经典电磁学和经典电动力学发展的产物。经典电动力学对生产力的发展起着重要的推动作用,从而对社会产生普遍而重要的影响。
答:电磁学是物理学的一个重要分支,主要研究电荷在静止和运动状态下的相互作用以及磁场对电荷的影响。要学好电磁学,需要遵循以下几个步骤:1.建立坚实的数学基础:电磁学涉及到许多复杂的数学公式和理论,因此具备扎实的数学基础是非常重要的。这包括微积分、线性代数、微分方程等基本数学知识。2.学习基本概念...
答:麦克斯韦方程组统一了电磁学的理论框架,描述了电场和磁场的生成、传播和相互作用规律。这三大定律共同构成了经典电磁学的基础,对于理解和研究电磁现象、电磁场和电磁波具有重要意义。电磁学三大定律由来 电磁学三大定律是由多位科学家在不同的时期和独立研究中发现和整理得出的。主要的贡献者包括法拉第、安培...
答:电磁场是一种特殊的物质物质的电结构是物质的基本组成形式;电磁场是物质世界的重要组成部分;电磁作用是物质的基本相互作用.研究电磁运动现象及其规律 电磁学的应用渗透到物理学的各个领域;研究化学,生物学的重要基础;科学技术的理论基石.力学,声学,光学,固体物理,半导体物理,光电子学,激光物理,量子物理,地球物理,天体...
答:查看文章 麦克斯韦电磁学理论2010年03月14日 星期日 10:25 A.M.电动力学是研究电磁现象的经典的动力学理论,它主要研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。同所有的认识过程一样,人类对电磁运动形态的认识,也是由特殊到一般、由现象到本质逐步深入的。人们对电磁现象的认识...
答:你也可以在学习高等数学的过程中学习线性代数,为后继课程打下基础。学完电磁学后可以学习复变函数和常微分方程,然后就可以向理论物理中的《理论力学》和《电动力学》进军了。这些到时候你自己会把握方向的。教材尽量找一些985名校编的。不一定要清华出版社的,因为有些二流学校编的书也会委托清华出版社...
答:麦克斯韦电磁场理论的核心思想是:变化的磁场可以激发涡旋电场,变化的电场可以激发涡旋磁场;电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。麦克斯韦进一步将电场和磁场的所有规律综合起来,建立了完整的电磁场理论体系。这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组。麦克斯韦方程组是由...
答:)物理学方面的基础知识就是这些。主要是数学方面的,需要掌握微积分相关知识,以及矢量相关的几个简单的运算法则。掌握一定的解微分方程,偏微分方程的方法(很对公式推导需要)。基本上地磁场和电磁波理论方面的学习就需要这些了。学电磁场与电磁波理论的书籍,肯定要有高等数学的基础,和数学物理做铺垫的...
答:关于麦克斯韦的相关知识 1、麦克斯韦(James Clerk Maxwell)是一位苏格兰物理学家,他的理论对现代物理学和工程学产生了深远的影响。麦克斯韦出生于1831年,他在物理学和电动力学方面做出了杰出的贡献。他的理论奠定了现代电磁学的基础,对无线通信、电子学和物理学产生了深远的影响。2、电磁理论:麦克斯韦...
答:麦克斯韦在稳恒场理论的基础上,提出了涡旋电场和位移电流的概念。这就是麦克斯韦电磁场理论的基本概念如下:变化的电场和变化的磁场彼此不是孤立的,它们永远密切地联系在一起,相互激发,组成一个统一的电磁场的整体。麦克斯韦电磁场理论的要点可以归结为:1、几分立的带电体或电流,它们之间的一切电的及...
答:应用 麦克斯韦利用这四个方程计算出了电磁波的传播速度,并发现电磁波的速度与光速相同。于是他预言光的本质是电磁波,后由赫兹由实验证明这一预言的正确性。从麦克斯韦方程组,可以推论出光波是电磁波。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...