麦克斯韦电磁场方程组是怎样把电和磁联系起来的？
麦克斯韦提出了两个假设：
变化的磁场可产生涡旋电场 变化的电场(位移电流)可产生磁场
一.位移电流
1.矛盾
a.导线中存在非稳恒的传导电流
b.电容器两极板间无传导电流存在
----回路中传导电流不连续
c.任取一环绕导线的闭合曲线L，以L
为边界可以作S1和S2 两个曲面
对S1曲面
对S2曲面
----稳恒磁场安培环路定律不再适用
2.位移电流
设极板面积为S，某时刻极板上的自由电荷面密度为 ，则
电位移通量为
----电位移通量随时间的变化率等于导线中的传导电流
麦克斯韦称 为位移电流，即
----位移电流密度 jD
讨论：
a.引入位移电流ID，中断的传导电流I由位移电流ID接替，使电路中的电流保持连续
b.传导电流和位移电流之和称为全电流
c.对任何电路来说，全电流永远是连续的
证：单位时间内流出闭合曲面S的电量等于该闭合曲面内电量的减少
----电荷守恒定律的数学表达式
由高斯定理
即
或 ---- 永远是连续的
二.安培环路定律的普遍形式
----全电流定律
对前述的电容器有
而 ----对同一环路L， 的环流是唯一的
讨论：
a.位移电流揭示了电场和磁场之间内在联系，反映了自然现象的对称性
b.法拉弟电磁感应定律表明变化的磁场能产生涡旋电场；位移电流的观点说明变化的电场能产生涡旋磁场
c.电场和磁场的变化永远互相联系着，形成统一的电磁场
说明：
位移电流与传导电流的区别：
a.传导电流表示有电荷作宏观定向运动，位移电流只表示电场的变化
b.传导电流通过导体时要产生焦耳热,位移电流在导体中没有这种热效应
c. ID与 方向上成右手螺旋关系
e.位移电流可存在于一切有电场变化的区域中(如真空、介质、导体)
[例14]半径R=0.1m的两块导体圆板，构成空气平板电容器。充电时，极板间的电场强度以dE/dt=1012Vm-1s-1的变化率增加。求（1）两极板间的位移电流ID;（2）距两极板中心连线为r(r 解：忽略边缘效应，两极板间的电场可视为均匀分布
两板间位移电流为
根据对称性，以两板中心连线为圆心、
半径为r作闭合回路L，由全电流定律有
当r=R时
三.麦克斯韦方程组
对静电场和稳恒磁场有
静电场的高斯定理
静电场的环路定律
稳恒磁场的高斯定理
稳恒磁场的安培环路定律
空间既有静电场和稳恒磁场，又有变化的电场和变化的磁场
麦克斯韦方程组
麦克斯韦方程组的微分形式
物理意义概括：
方程1：任何闭合曲面的电位移通量只与该闭合曲面内自由电荷有关，同时反映了变化的磁场所产生的电场总是涡旋状的 ----电场的高斯定理
方程2：变化的磁场产生涡旋电场,即变化的磁场总与电场相伴
----法拉弟电磁感应定律
方程3：任何形式产生的磁场都是涡旋场，磁力线都是闭合的
----磁场的高斯定理
方程4：全电流与磁场的关系，揭示了变化电场产生涡旋磁场的规律，即变化的电场总与磁场相伴 ----全电流定律
在各向同性介质中，电磁场量之间有如下的关系
根据麦克斯韦方程组、电磁场量之间关系式、初始条件及电磁场量的边界条件，可以确定任一时刻介质中某一点的电磁场
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：
麦克斯韦写出了普遍的电磁关系：麦克斯韦方程组。通过这个方程组，麦克斯韦解决了电场和磁场的关系问题，预言了电磁波的存在，并指出光就是一种电磁波。
详细解释如下
主要体现在电磁感应和环路方程中，以微分形式的方程为例：
电磁感应：▽×E=-∂B/∂t
环路方程：▽×H=J+∂D/∂t
前者表示电场强度的旋度相关于磁感应强度B的变化率，简单来说就是磁生电；后者表示磁场强度的旋度相关于电流密度和电位移矢量的变化率，就是电生磁。
特别是∂D/∂t表示空间中电场的变化可以与磁场联系起来，使得磁场可以不依赖电流，与电场相互感应传播至空间各处，直接导出电磁波的概念。
答：他认为磁感线是代表实在的物质实体；每根磁感线都对应一对磁极。后来又把有磁感线的空间称为“场”。麦克斯韦是英国著名的物理学家，他发展了法拉第的“力线——场”的思想，并把它数学化，提出了描述电磁场运动规律的方程组，预言了电磁波的存在。爱因斯坦1905年建立的狭义相对论，第一次把两种自然力...
答：物理学研究世间万物，其中就有电学和磁学，电和磁与人类社会的发展息息相关，比如我们使用的电能、电磁波、微电子产品等等，而恰恰是麦克斯韦统一了电和磁。麦克斯韦建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，被誉为是19世纪物理学发展的最光辉的成果，也是科学史上最伟大的综合之一。毫无疑问麦克斯韦...
答：2、电磁理论：麦克斯韦将法拉第的电磁感应定律与安培定律结合，提出了一个统一的电磁场理论。他证明了光、电和磁之间存在联系，提出了著名的麦克斯韦方程组。这一理论奠定了现代电磁学的基础，对物理学的发展产生了深远的影响。3、光学研究：麦克斯韦对光学也有深入的研究。他发现了光的干涉和衍射现象，并...
答：位移电流的思想实验,直接导至麦克斯韦在以前的安培公式中添加电场的变化率一项,这就是麦克斯韦方程组物理本质化的一个关键,这样麦克斯韦就成功地的把静态意义的安培公式改造成了交变(电磁场)的安培公式,奠定了电磁场数学表达形式在本质上的统一,使以前没有内在共同统一性的静电学的和静磁学转变成为了电磁场理论的电...
答：微分形式 在电磁场的实际应用中，经常要知道空间逐点的电磁场量和电荷、电流之间的关系。从数学形式上，就是将麦克斯韦方程组的积分形式化为微分形式。倒三角形为哈密顿算子。注意：(1) 在不同的惯性参照系中，麦克斯韦方程组有同样的形式。(2) 应用麦克斯韦方程组解决实际问题，还要考虑介质对电磁场的...
答：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,洛伦兹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兹力。描述电磁场基本规律的麦克斯韦方程组和洛伦兹力就构成了经典电动力学的基础。 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...
答：电和磁是不可分割的，它们始终交织在一起。1、一般屏蔽方法：铁板屏蔽磁场。2、磁屏蔽需要高导磁率材料，满足这种要求的材料是铁镍合金，这种材料具有很高的磁导率。3、当需要屏蔽的磁场很强时，仅用单层屏蔽材料，不是达不到屏蔽要求，就是会发生饱和。这时，一种方法是增加材料的厚度。4、更有效的...
答：H.C.Oersted)发现的电流磁效应和安培发现的电流与电流之间相互作用的规律。再后来, 法拉第提出了电磁感应定律,这样电与磁就连成一体了。 19世纪中叶,麦克斯韦提出了统一的电磁场理论,实现了物理学的第二次大综合。电磁 定律与力学规律有一个截然不同的地方。根据牛顿的设想,力学考虑的相互作用,特别是万 有引...
答：电磁学基础有电荷、电流和电场,没有磁荷和磁流,而只有磁场。我们改变磁场可以驱使电子移动,但是改变电场却不能使磁荷移动,因为磁荷并不存在。这就是电和磁之间的不对称性。于是,麦克斯韦方程组中的电场(E)和磁场(B)方程是不同的。从方程 •B = 0 我们知道:磁单极子不存在。 假设自然界中存在磁荷和磁流...
答：但实际上互相之间的关系有本质的不同，一个是物理学的问题，一个是遗传学学的问题。电生磁与磁生电，实际上是同一事物的两个侧面，电和磁本来就连在一起，你所问的问题只是这一事物的不同表现。具体来说，连在一起的这东西叫电磁场，有一套理论叫麦克斯韦方程组，共有4个方程，电生磁和磁生电...
