麦克斯韦是怎样发现电磁场的四个方程互相矛盾的?又是怎样解决的?
最后更新 2021-06-10
浏览 18次
主讲人
马伯强
北京大学
关于电和磁的基本规律,就这几个,第一个库仑定理,第二个就是法拉第的电磁感应,就是这个叫磁生电。然后这个是高斯定理,也就是说把磁场包起来之后进来的和出去的一样多。然后这个是安培定理,也就是说电流过来产生出来的磁场什么样子,这是电磁场的基本规律。四个基本规律是在一个人研究之前,大概可能是在法拉第那个时候就是电达到的水平。
但这个时候出了一个人叫麦克斯韦,他就研究这四个方程,发现这四个方程之间互相有矛盾,这个矛盾是怎么产生的?比如说这个电,如果是没有地方产生电,进来多少流出去多少,如果是有产生电,它应该符合这样一个规律。他就检查这些式子,发现它破坏守恒律,就是电不能产生,也不能湮灭,真的从一个地方流到另外一个地方,这也就是摩擦起电,其实就是摩擦的结果是一边是负电,一边是正电,这样的一个结果。所以麦克斯韦发现这个矛盾,有冲突,那么冲突怎么解决呢?就把刚才的这个式子,就是这个式子变成这样的一个式子。也就是说,这个是电产生磁场,同时如果是有变化的电场,也会产生磁场。这件事情就非常有意思了。刚才我们说这个是变化的磁场产生电场,对吧?新增加的公式表示什么?这一项,变化的电场又产生磁场,就是麦克斯韦方程,告诉我们如果是一个和谐的、互相没有矛盾的四个公式,应该是这样的一个公式,他就增加了这一项,这一项就是电场变化也可以产生磁场,导致的原因是原来的方程和这个公式有矛盾,他就发现了这个矛盾,数学上的一个矛盾不自洽,把它解决,就是刚才新的方程。
同主题知识点(光与电的传说)
- 关于光的神话传说有哪些?
- 早期的几何光学对光的探索有哪些成果?
- 牛顿是怎么对光进行分解的?
- 为什么牛顿的发现让诗人和艺术家很失望?
- 光的本质是什么?这个结论经历了怎样的探索过程?
- 关于电的神话传说有哪些?
- 中英文中的“电”来源一样吗?
- 最初发明摩擦起电机是用来做什么的?
- 莱顿瓶是怎样被发明的?
- 本杰明·富兰克林有哪些关于电的研究和发明?
- 库仑怎样研究电的相互作用的?库仑定理是什么?
- 为什么很难将电的相互作用力与万有引力统一起来?
- 伽伐尼和伏特关于生物电的争论,造成了什么结果?
- 磁铁为什么会有磁性?
- 奥斯特是怎样发现电生磁的?
- 法拉第怎样发现动磁生电的?
- 发电机和电动机的工作原理是什么?
- 电磁场的基本规律有哪些?
- 麦克斯韦是怎样发现电磁场的四个方程互相矛盾的?又是怎样解决的?
- 赫兹怎样证明电磁波的存在的?
- 什么是伽利略变换?
- 什么是洛伦茨变换?
- 什么是狭义相对论?怎样解释?
- 人类可以实现穿越吗?
- 太阳的寿命是无限的吗?
- 为什么制造人造太阳很困难?
- 什么是核裂变?它能一直进行下去吗?
- 大脑袋电视机的成像原理是什么?
京公网安备 11010202008139号