麦克斯韦电磁场理论简介

麦克斯韦电磁场理论简介

典力学以质点运动和超距作用作为讨论问题的基石。受力学的影响，许多物理学家把电磁力的作用也归之于超距作用。法拉第从实验中发现电或磁的相互作用和它们之间的媒质有关，这使他领悟到电磁力不可能是一种超越空间、且和媒质无关的超距作用。法拉第提出了场的模型。他认为带电体或磁体在周围空间产生电场或磁场，电作用或磁作用是通过场传递到别的带电体或磁体的。法拉第的场模型，突破了经典力学的机械论框架。年青的詹姆士"克拉克"麦克斯韦

（J．C．Maxwell，1831—1879）对此发生浓厚兴趣，正如他以后所说的那样，他主要是抱着替法拉第的观念提供数学基础的希望，来写作论著的。麦克斯韦的工作以法拉第的场模型为基础，他看到法拉第提供的物理图象，正适合用数学手段把它抽象成理论体系。他从力线着手进行这项工作。1855年，他给剑桥哲学学会宣读的论文中，详细地论述了法拉第引入电场和磁场概念的重要意义。1862年，发表了“论物理的力线”，阐述了位移电流的概念，位移电流是建立电磁场理论的重要环节。1864年，麦克斯韦发表了“电磁场的动力理论”，论述了电磁场具有能量，而电磁波就是能量的流动过程。在此，他已将所有的电磁现象统一起来。1873年，麦克斯韦的重要著作《论电和磁》问世，这部著作凝聚了电磁学的全部精华，对电磁场理论作了全面、系统、严密的论述。从中得出，一切电磁场变化的传播过程是以有限速度进行的，电磁场的传播速度和光速相等，因而光波也是一种电磁波。

1887年，赫兹用实验证实了电磁波的存在，并证明了电磁波和光波的一致性，从而结束了对电磁场理论的一切怀疑。麦克斯韦创立的第一个经典场论，不仅成功地导出电和磁效应整个领域的简明数学表达式，而且在许多技术部门产生了巨大影响。从设计电机、电子设备到光学仪器，都离不开麦克斯韦的基本理论。 麦克斯韦是19世纪伟大的英国物理学家，经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。

麦克斯韦1831年6月13日出生于爱丁堡。16岁时进入爱丁堡大学，三年后转入剑桥大学学习数学，1854年毕业并留校任教，两年后到苏格兰的马里沙耳学院任自然哲学教授，1860年到伦敦国王学院任教，1871年受聘筹建剑桥大学卡文迪什实验室，并任第一任主任。1879年11月5日在剑桥逝世。

麦克斯韦集成并发展了法拉第关于电磁相互作用的思想，并于1864年发表了著名的《电磁场动力学理论》的论文，将所有电磁现象概括为一组偏微分方程组，预言了电磁波的存在，并确认光也是一种电磁波，从而创立了经典电动力学。麦克斯韦还在气体运动理论、光学、热力学、弹性理论等方面有重要贡献。