電磁場理論的發(fā)展史(編輯修改稿)
2025-07-21 00:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。 (6)在上述公式中，式(3)說明了靜電場的性質(zhì)（是一種無旋場）；式(4)說明了磁場的性質(zhì)（是一種渦旋場）；式(5)說明了電場可以由隨時(shí)間變化的磁場產(chǎn)生；式(6)說明了磁場可以由運(yùn)動的電荷產(chǎn)生．從(3)、(4)、(5)、(6)方程看，這已基本具備了麥克斯韋方程組的雛形，只是未列入位移電流．第二階段，提出位移電流概念麥克斯韋在完成了統(tǒng)一已知電磁學(xué)定律的第一階段工作后，又投入到第二階段工作中．他于1862年發(fā)表了具有決定意義的論文《論物理學(xué)的力線》．麥克斯韋在這篇著作中，突破了法拉弟的電磁觀念，創(chuàng)造性地提出了自己理論的核心部分——位移電流的概念．在這一工作中，他一方面結(jié)合數(shù)學(xué)推論以邏輯手段揭示了舊電磁理論的內(nèi)在矛盾，另一方面則構(gòu)造了一個(gè)與以前的流體力學(xué)模型不同的、新的電磁以太模型．麥克斯韋按照電磁學(xué)和動力學(xué)的類比關(guān)系發(fā)現(xiàn)，交變電流通過含有電容器的電路時(shí)，按照原有的認(rèn)識，由于電荷不能在電容器極板之間移動，因此傳導(dǎo)電流將中斷，這同實(shí)際電流的連續(xù)性發(fā)生矛盾．而且如果電流僅限于導(dǎo)體，電磁場也就失去了意義．為了解決這些矛盾，他依據(jù)電磁學(xué)與動力學(xué)的類比關(guān)系和電磁現(xiàn)象的對稱性，認(rèn)為在交變電流電路中，電容器一個(gè)極板上變化的電場會引起感生磁場，變化的磁場又會在電容器的另一極板上引起感生電場，產(chǎn)生交變電流，故變化電場的作用就相當(dāng)于傳送電流，但它不是電荷的傳導(dǎo)，而是電荷的位移．這樣麥克斯韋就在無導(dǎo)體存在的磁場中引入了“位移電流”的概念．這樣位移電流和傳導(dǎo)電流迭加起來在電容電路中的總流線是閉合的．位移電流概念的引入，是麥克斯韋理論的關(guān)節(jié)點(diǎn)，也是他的重大發(fā)現(xiàn)，即發(fā)現(xiàn)了電場變化激發(fā)磁場變化的現(xiàn)象．而法拉弟的電磁感應(yīng)定律，是說明磁場變化激發(fā)電場的現(xiàn)象．這樣，一個(gè)變化的電場和磁場以對稱的形式聯(lián)系起來，是法拉弟電生磁、磁生電思想的精確化和完善化．為了在電磁場中形象地勾勒出位移電流的形狀，必須給它塑造一個(gè)模型．麥克斯韋說：“電解質(zhì)被電流帶動在固定方向上的遷移和偏振光受到磁力作用在固定方向上旋轉(zhuǎn)，就是曾經(jīng)啟發(fā)我把磁考慮為一種旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象而把電流當(dāng)作平移現(xiàn)象的事實(shí)．”麥克斯韋根據(jù)這兩個(gè)基本條件假設(shè)電磁場介質(zhì)中充滿著渦旋分子（在真空中則是渦旋以太），在這些渦旋分子之間夾著許多小的電粒子．渦旋軸代表磁
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