麦克斯韦方程租

文/申圆

电磁感应磁生电，

产生电流靠电荷。

导体通电电生磁，

数学验证电磁学。

麦克斯韦方程租，

蓝色火花幻四朵。

电场高斯一定律，

闭合曲面总电荷。

磁场高斯二定律，

闭合曲面为零数。

第三式子法拉第，

电势磁能正比过。

麦克斯韦安培式，

位移电流一假设。

传导位移全电流，

电磁现象都释惑

赫兹一统光电磁，

推出光是电磁波。

通过方程计算值，

恰遇光速巧吻合。

世上伟大方程租，

科技进步全囊括。


注：

麦克斯韦方程租是公认“世上最伟大的公式”。

安培发现通电导线对磁针有作用，直接推导安培环路定理。法拉第发现电磁感应。麦克斯韦总结了各大定律，以他特有的数学语言，建立了电磁学的微分方程组，揭示了电荷、电流、电场、磁场之间的普遍联系。这个电磁学方程，即“麦克斯韦方程组”。

（1）第一式子电场的高斯定律：计算出穿过某给定闭合曲面的电场线数量，即其电通量，可以得知包含在这闭合曲面内的总电荷。

（2）第二式子磁场的高斯定律，磁感线都是无头无尾的闭合线，过任何闭合面的磁通量必等于零，即磁场是无源场。

（3）第三个式子法拉利定律。闭合线圈中的感应电动势与通过该线圈内部的磁通量变化率成正比，系数是-1。

（4）第四个式子是麦克斯韦安培式，将安培环路定理推广。传导电流和位移电流合在一起，称为全电流，这就是麦克斯韦—安培定律。反映了电场是如何产生磁场的，变化的电场激发磁场的规律。

这组方程租融合了电的高斯定律、磁的高斯定律、法拉第定律以及安培定律，完美地揭示了电场与磁场相互转化中产生的对称性优美，统一了整个电磁场。后来赫兹从实验和方程组中计算电磁波的传播速度接近300000公里/秒，恰与光的传播速度一致。推出光是一种电磁波。有人评价：“宇宙间任何的电磁现象，皆可由此方程组解释。”“如果没有麦克斯韦，收音机、电视、雷达、电脑等有关电磁波的东西都将不复存在。”