【摘要】:由麦克斯韦方程组可知,变化的电场可以产生变化的磁场,而变化的磁场也可以产生变化的电场,如图8-1所示.事实上,麦克斯韦方程组表达了电磁学的四条基本规律,分别是电场的散度和旋度以及磁场的散度和旋度.散度方程式描述电磁场和电磁场源的关系,电磁场源是指产生电磁场的带电粒子或电流.而旋度方程式则描述了电磁场如何随时间变化以及如何相互作用.由麦克斯韦方程组,理论上也可以推导如下等式由,得对于自由电磁场,电荷
由麦克斯韦方程组可知,变化的电场可以产生变化的磁场,而变化的磁场也可以产生变化的电场,如图8-1所示.
事实上,麦克斯韦方程组表达了电磁学的四条基本规律,分别是电场的散度和旋度以及磁场的散度和旋度.散度方程式描述电磁场和电磁场源的关系,电磁场源是指产生电磁场的带电粒子或电流.而旋度方程式则描述了电磁场如何随时间变化以及如何相互作用.由麦克斯韦方程组,理论上也可以推导如下等式
同理,可得
图8-1 磁生电与电生磁
容易看出,这类似于经典物理学的机械波的波动方程形式,故电磁场的传播形成电磁波.因此,电磁波是电磁场的一种运动形态,变化的电场和变化的磁场构成了统一的电磁场,电场磁场相互交变产生,由近及远向周围空间传播出去,形成如图8-2所示的电磁波(也称电波).
1888年,赫兹根据电容器放电的振荡性质设计制作了电磁波源和电磁波检测器,通过实验(图8-3)检测到电磁波的存在,并观察到电磁波与光波一样具有偏振性质,能够反射、折射和聚焦.从此,麦克斯韦的理论逐渐被人们所接受和承认,至此,电磁学的大厦终告建成.
图8-2 电磁波的形成过程
图8-3 赫兹的振荡放电实验装置
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