麥克斯韋方程組公式及其意義

麥克斯韋方程組公式及其意義

麥克斯韋方程組 (采用國際單位制):式中左、右列分別是方程組的積分、微分形式；E、B、D、H分別是描述電場(指帶電體產生的電場與變化磁場產生的有旋電場之和)和磁場(指電流產生的磁場與變化電場即位移電流產生的磁場之和)的電場強度、磁感應強度、電位移、磁場強度；q、ρ為自由電荷、自由電荷體密度；I、J為傳導電流強度和傳導電流密度。四個公式分別是電場、磁場的高斯定理、電磁感應定律以及安培環路定理。成立條件拓寬了，最為關鍵的是第四式中補充了位移電流密度項。

和E、B和H、J和E的關系稱為介質方程，對于線性各向同性介質，介質方程為：式中ε、μ、σ分別是介質的電容率 (介電常量)、磁導率和電導率。介質方程與上述電磁場方程組聯立，構成完備的方程組。

麥克斯韋方程組關于電磁波等的預言為實驗所證實，證明了位移電流假設和電磁場理論的正確性。這個電磁場理論對電磁學、光學、材料科學以及通訊、廣播、電視等等的發展都產生了廣泛而深遠的影響。它是物理學中繼牛頓力學之后的又一偉大成就。

麥克斯韋方程組，是英國物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋在19世紀建立的一組描述電場、磁場與電荷密度、電流密度之間關系的偏微分方程。它由四個方程組成：描述電荷如何產生電場的高斯定律、論述磁單極子不存在的高斯磁定律、描述電流和時變電場怎樣產生磁場的麥克斯韋-安培定律、描述時變磁場如何產生電場的法拉第感應定律。