人人都看得懂的电磁场理论
电磁场理论基础
电磁场理论基础磁现象和电现象本质上是紧密联系在一起的，自然界一切电磁现象都起源于物质具有电荷属性，电现象起源于电荷，磁现象起源于电荷的运动。
变化的磁场能够激发电场，变化的电场也能够激发磁场。
所以，要学习电磁流体力学必须熟悉电磁场理论。
1． 电场基本理论（1） 电荷守恒定律在任何物理过程中，各个物体的电荷可以改变，但参于这一物理过程的所有物体电荷的代数总和是守恒的，也就是说：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。
例如中性物体互相摩擦而带电时，两物体带电量的代数和仍然是零。
这就是电荷守恒定律。
电荷守恒定律表明：孤立系统中由于某个原因产生（或湮 没）某种符号的电荷，那么必有等量异号的电荷伴随产生（或湮没），孤立系统总电荷量增加（或减小），必有等量电荷进入（或离开）该系统。
（2） 库仑定律1221202112ˆ4r δπε+=r q q f (N) 库伦经过实验发现，真空中两个静止点电荷(q 1, q 2)之间的作用力与他们所带电荷的电量成正比，与他们之间的距离r 平方成反比，作用的方向沿他们之间的连线，同性电荷为斥力，异性电荷为引力。
ε0为真空介电常数，一般取其近似值ε0＝8.85⨯10-12C •N -1•m -2。
ε0的值随试验检测手段的进步不断精确，目前精确到小数点后9位（估计值为11位）。
库仑反比定律也由越来越精确的实验得到验证。
目前δ<10-16。
库仑反比定律的适用范围(10-15m(原子核大小的数量级)~103m)。
Charles Augustin de Coulomb 1736-1806 France（3） 电场强度 00)()(qr F r E =(V ·m -1)真空中电荷与电荷之间相互以电场相互发生作用。
若试探电荷q 0在电场r 处受电场力为F 0(r ), 则电 场强度为E (r )。
（4） 静电场的高斯定理 ∑⎰⎰=⋅)(01S in Sq d εS E由于静电场的电力线起始于正电荷，终止于负电荷， 不会相交也不会形成封闭曲线，这就决定通过静电场内 某一封闭曲面S 的电通量为此封闭曲面所包围的电荷的01ε倍。
电磁场理论和应用
电磁场理论和应用电磁场理论是现代物理学的一个极其重要的分支，它涉及到了电磁现象的基础以及其在各种应用当中的机理。
电磁场在生活中无处不在，无论是计算机、手机、电视等电子设备，还是轨道交通、医疗设备等高科技产物，都与电磁场的理论与应用密不可分。
首先，电磁场理论的起源可以追溯到19世纪初，当时的物理学家们开始研究静电学和磁学现象，发现它们似乎有一定的关联性。
随着研究的深入，麦克斯韦在1865年提出了著名的麦克斯韦方程组，将静电学和磁学的概念联系了起来，并提出了电磁波的概念，首次完成了电磁理论的统一。
电磁场理论的一个重要应用就是电磁波的传播，它促进了无线电和通信技术的发展。
通过对电磁波的调制，我们可以实现电话、广播、电视、互联网等各种通讯模式。
而电磁波还可以进行雷达探测、遥感测量、医疗诊断等方面，使得电磁场理论的应用前景十分广阔。
电磁场理论还与电路分析密不可分。
任何电子设备都是通过电路来实现其功能的，电磁场理论的研究成果为电路的设计提供了重要的理论支撑。
例如，电感、电容等被广泛应用在各种电子电路中，而电动势、电阻等则是电路的基本参数。
通过对电磁场产生的电动势和电流的运动规律进行分析，可以设计出高性能的电子元器件和电路。
除此之外，电磁场理论在生物医学领域的应用也日益广泛。
电磁场技术可以通过磁共振成像（MRI）进行医学图像诊断，它被广泛应用于病理学、神经学、内科学、外科学等多个领域，因其具有非侵入性和无辐射的独特特点成为临床上“金标准”。
电磁场还可以用于疾病治疗，例如采用磁场疗法治疗肿瘤、疗效显著，成为了临床医学的热点研究领域。
总之，电磁场理论和其应用无处不在，麦克斯韦方程组推动了电磁场理论的发展，为无线电通信、电子、生物医学等领域的现代科技发展提供了重要的理论基础，为人类的进步与发展注入了新的能量。
随着科学技术的不断进步，电磁场理论的应用前景也将不断拓展，成为人们生活和工作中不可或缺的重要组成部分。
工程电磁场原理
工程电磁场原理
工程电磁场原理是指电磁学原理在工程领域中的应用。
电磁场是由电荷和电流产生的一种物理场，它在工程中具有广泛的应用，包括电力系统、通信系统、雷达系统、电子设备等。
工程电磁场原理主要涉及以下几个方面：
1.库仑定律：库仑定律描述了两个电荷之间的作用力与它们
之间的距离和电量大小的关系。
在工程中，库仑定律可以
用于计算电荷之间的静电力，并在设计电气设备时考虑电
荷之间的斥力或吸引力。
2.安培定律：安培定律描述了电流元产生的磁场与电流元之
间的关系。
在工程中，安培定律可以用于计算电流元产生
的磁场强度，并在设计电力系统或电磁设备时考虑电流元
的磁场效应。
3.法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律描述了一个变
化的磁场引起的电动势与磁场变化率的关系。
在工程中，
法拉第电磁感应定律可以用于解释电力变压器、发电机、
感应电动机等设备的工作原理。
4.麦克斯韦方程组：麦克斯韦方程组是描述电磁场行为的基
本方程集合。
在工程中，麦克斯韦方程组用于描述电磁波
的传播、天线的辐射特性、电磁兼容性等问题。
5.电磁波传播：电磁波是由振荡电场和磁场组成的能量传播
波动。
在工程中，电磁波传播原理被应用于无线通信系统、
雷达系统、无线能量传输等领域。
通过理解和应用这些工程电磁场原理，可以帮助工程师设计、分析和优化与电磁相关的系统和设备。
这些原理对于电力工程、通信工程、电子工程等领域的工程实践具有重要的指导作用。
电磁场与电磁波的理论分析
电磁场与电磁波的理论分析电磁场是现代物理学研究中不可避免的一个领域，电磁场的理论分析对于实际应用有着极其重要的作用。
电磁波是电磁场的一种传播形式，我们现在所使用的通信、无线电等技术都建立在电磁波的基础上。
在本文中，我们将从麦克斯韦方程组、电场强度、磁感应强度等角度来探讨电磁场和电磁波的理论分析。
麦克斯韦方程组是电磁场研究的基础，它描述了电场强度和磁感应强度的产生和变化规律。
麦克斯韦方程组包括四个方程式，分别为高斯定理、法拉第定律、安培定律和麦克斯韦方程。
其中，高斯定理描述了电场对电荷的影响，法拉第定理指出磁场是由电流产生的，安培定律说明电流对磁场的影响，而麦克斯韦方程则描述了电磁场的传播和演化规律。
在电磁场中，电场强度和磁感应强度是两个基本的物理量。
电场强度用来描述带电粒子在电场中的作用力，磁感应强度则是带电粒子在磁场中的作用力。
电场和磁场之间不存在直接的作用力，但是它们之间的相互作用力却极其强大。
例如电磁感应现象，当磁场发生变化时，会产生电场，从而产生电磁感应效应。
电磁波的产生是在电磁场的基础上产生的一种传播形式。
电磁波可以沿着任意方向传播，且传播速度与真空中的光速相同。
电磁波的特性可以用电磁场强度和磁感应强度来描述。
在电磁波的传播中，电场和磁场的方向垂直于传播方向。
电磁波在实际应用中有着广泛的应用，例如无线电通讯、雷达、天文学观测等领域。
无线电通讯就是利用电磁波进行信息传输，从而实现远距离的通讯。
雷达也是利用电磁波对目标进行探测和跟踪。
在天文学观测中，电磁波的不同波长对应着不同的天体物理现象，例如X射线和γ射线波长对应着高能物理现象。
总之，电磁场和电磁波是研究物理学中的重要内容，有着广泛的应用价值。
通过对电磁场和电磁波的理论分析，我们可以更好地理解和应用这一领域的知识，为人类的科学研究和技术进步做出贡献。
电磁场与电磁波知识点整理
电磁场与电磁波知识点整理一、电磁场的基本概念电磁场是由电场和磁场相互作用而形成的一种物理场。
电场是由电荷产生的，而磁场则是由电流或者变化的电场产生的。
电荷是产生电场的源。
正电荷会产生向外辐射的电场，负电荷则产生向内汇聚的电场。
电场强度 E 用来描述电场的强弱和方向，其单位是伏特每米（V/m）。
电流是产生磁场的源。
电流产生的磁场方向可以通过右手螺旋定则来确定。
磁场强度 H 用来描述磁场的强弱和方向，其单位是安培每米（A/m）。
法拉第电磁感应定律表明，变化的磁场会产生电场。
麦克斯韦进一步提出，变化的电场也会产生磁场。
这两个定律共同揭示了电磁场的相互联系和相互转化。
二、电磁波的产生电磁波是电磁场的一种运动形态。
当电荷加速运动或者电流发生变化时，就会产生电磁波。
例如，在一个开放的电路中，电荷在电容器和电感之间来回振荡，就会产生电磁波。
这种振荡电路是产生电磁波的一种简单方式。
电磁波的频率和波长之间存在着一定的关系，即光速 c ＝λf，其中c 是光速（约为 3×10^8 m/s），λ 是波长，f 是频率。
不同频率的电磁波具有不同的特性和应用。
例如，无线电波频率较低，用于通信和广播；而X 射线频率较高，用于医学成像和材料检测。
三、电磁波的传播电磁波在真空中可以无需介质传播，在介质中传播时，其速度会发生变化。
电磁波在传播过程中遵循反射、折射和衍射等规律。
当电磁波遇到障碍物时，会发生反射。
如果电磁波从一种介质进入另一种介质，会发生折射，折射的程度取决于两种介质的电磁特性。
衍射则是指电磁波绕过障碍物传播的现象。
当障碍物的尺寸与电磁波的波长相当或较小时，衍射现象较为明显。
电磁波的极化是指电场矢量的方向在传播过程中的变化。
常见的极化方式有线极化、圆极化和椭圆极化。
四、电磁波的特性1、电磁波是横波，电场和磁场的振动方向都与电磁波的传播方向垂直。
2、电磁波具有能量，其能量密度与电场强度和磁场强度的平方成正比。
3、电磁波的传播速度是恒定的，在真空中为光速。
《电磁场理论》课件
探索电磁场的奇妙世界。从电磁场的基本概念出发，深入了解麦克斯韦方程 组的原理，并探究电场和磁场的相互作用。
电磁场的基本概念
1 电磁场的定义
介绍电磁场的基本概念和特性，包括电场和磁场的形成和作用。
2 电磁场的方程
了解麦克斯韦方程组，掌握其含义并探索其丰富的物理意义。
3 场强和场线
电场和磁场的相互作用
洛伦兹力
探讨洛伦兹力的作用机制和应用，以及电磁场与带电粒子之间的相互作用。
电磁感应
解释电磁感应的原理和应用，研究磁场变化对电流和电动势的影响。
电磁波的产生和传播
电磁波的产生
深入了解电磁波的产生机制，探究电场和磁场的交 替在空间中的传播特性，包括传播速度、 衰减和反射等现象。
深入了解电磁感应在电动机、变压器等
电磁波的应用
2
设备中的应用原理和工作机制。
探索电磁波在通信、遥感和医学等领域
的广泛应用和前沿技术。
3
磁共振成像
介绍磁共振成像技术的原理和应用，探 究其在医学和科研领域的重要性。
总结和展望
总结电磁场理论的核心概念和主要内容，并展望未来电磁场理论的发展方向和前景。
解释电磁场强度的概念和场线的作用，以及如何分析和表示电磁场的分布情况。
麦克斯韦方程组的介绍
1
高斯定律
详细阐述高斯定律的原理和应用，探讨电场和磁场的产生和分布规律。
2
法拉第定律
深入理解法拉第定律，包括电磁感应的原理、电动势的产生和磁场变化的影响。
3
安培定律
解释安培定律的含义和应用，了解电流和磁场的相互作用及其影响。
电磁场的能量和动量
1 能量守恒定律
探究电磁场能量的来源和 转化，以及能量守恒定律 在电磁场中的应用。
麦克斯韦电磁场理论
创新微课
麦克斯韦的电磁场理论
小结
电场和磁场的变化关系
非均匀 变化磁 场
激发
变 化 电 场
均 匀
稳 激发 定
变
磁
化
场
激发
若非 均匀 变化
变 化 磁 场
不 在 激 发
均匀变化
激发
稳 定 电
场
非均匀变化
创新微课
同学，下节再见
2、变化的电场产生磁场
麦克斯韦的理论依据
静止的电荷
静电场
电荷运动
电场变化
产生磁场
创新微课
麦克斯韦的电磁场理论
麦克斯韦电磁场理论的理解: ① 恒定的电场不产生磁场 ② 恒定的磁场不产生电场 ③ 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 ④ 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 ⑤ 周期性变化的电场产生同周期的磁场 ⑥ 周期性变化的磁场产生同周期的电场
（2）如果用不导电的塑料线绕制线圈， 线圈中还会有电流、电场吗？·有电场、无电流。
（3）想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？ 有！
创新微课
麦克斯韦的电磁场理论
1、变化的磁场产生电场
创新微课
麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变 化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象， 跟闭合电路是否存在无关。
创新微课 现在开始
麦克斯韦的电磁场理论
麦克斯韦的电磁场理论
创新微课
奥斯特 电流的磁效应
法拉第 电磁感应现象
麦克斯韦的电磁场理论
创新微课
麦克斯韦 （J.C.Maxwell,1831—
1879) 英国物理学家。
建立了第一个完整的电磁理论体系，不 仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭 示了光、电、磁现象的本质的统一性， 完成了物理学的又一次大综合。
五、麦克斯韦电磁场理论
五、麦克斯韦电磁场理论19世纪时期，人类对电磁现象的认识取得了很大的进展，关于电磁现象的三个最基本的实验定律：库仑定律、毕奥-萨伐尔定律和法拉第定律已被总结出来，法拉第的“电力线”和“磁力线”概念已发展成“电磁场概念”。
1855年至1865年，麦克斯韦在全面地审视了三大定律的基础上，把数学分析方法带进了电磁学的研究领域，创立了麦克斯韦电磁场理论。
麦克斯韦电磁场理论的核心思想是：变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。
麦克斯韦用数学方法概括了电场和磁场的所有规律，建立了完整的电磁场理论体系。
这一理论体系的核心就是麦克斯韦方程组。
[4]麦克斯韦方程组由四个微分方程构成：（1）∇·E=ρ/ε0，描述了电场的性质。
在一般情况下，电场可以是库仑电场，也可以是变化磁场激发的感应电场，而感应电场是涡旋场，它的电位移线是闭合的，对封闭曲面的通量无贡献。
（2）∇·B=0，描述了磁场的性质。
磁场可以由传导电流激发，也可以由变化电场的位移电流所激发，它们的磁场都是涡旋场，磁感应线都是闭合线，对封闭曲面的通量无贡献。
（3）∇×E=-∂B/∂t，描述了变化的磁场激发电场的规律。
（4）∇×B=μ0J+1/c2*∂E/∂t (c2=1/μ0ε0)，描述了变化的电场激发磁场的规律。
麦克斯韦方程都是用微积分表述的，涉及到的方程包括：（1）高斯定律：该定律描述电场与空间中电荷分布的关系。
电场线开始于正电荷，终止于负电荷。
计算穿过某给定闭曲面的电场线数量，即其电通量，可以得知包含在这闭曲面内的总电荷。
（2）高斯磁定律：该定律表明，磁单极子实际上并不存在。
所以没有孤立磁荷，磁场线没有初始点，也没有终止点。
磁场线会形成循环或延伸至无穷远。
以术语来说，通过任意闭曲面的磁通量等于零，或者，磁场是一个无源场。
（3）法拉第感应定律：该定律描述时变磁场怎样感应出电场。
电磁场理论优秀课件
麦克斯韦方程组描述了时变电磁场中时变电场与时变磁场相 互依存又相互制约，并以有限速度在空间传播，形成电磁波旳普 遍规律。此时，电磁场量旳鼓励与响应不是同步发生旳，场量旳 时间变量t与空间变量r有关。但在许多工程问题中，尤其在电气 设备、电力传播、生命科学等领域，时变电磁场旳频率教低，因 而在某些特定旳情况下，能够忽视二次源 B 或 D 旳作用，
例5-3 研究具有双层有损介质旳平板电容器接至直流电压 源旳过分过程，如图5-3所示。[书p.195例5-4]
解：设电容器在t≤0-时
处于零状态，极板上没有电
S
荷，即E1(0-)=E2(0-)=0,u(0-)
=0；t≥0+时，电容器旳端电 压被强制跃变，即u(0+)=U。
U
o
根据电容旳伏安关系
ε2 γ2 ε1 γ1
内外导体之间旳坡印亭矢量是
S E H •
•
•
••
U I
2 2 ln
b a
ez
同轴线传播旳平均功率应是坡印亭矢量在内外导体之间旳横截面
S上旳面积分，即
P
Re
S
••
U I
2 2 ln
b
a
dS
• ReUln
•
I
b a
b a
d
•
Re[U
•
I
]
P Re
••
U I
dS
• ReU
•
I
t
旳库仑电场Ec和感应电场Ei。在低频电磁场中，假如感应电场Ei
远不大于旳库仑电场Ec，则能够忽视Bt 现无旋性
旳作用，这时旳电场呈
E （E c E i） E c 0 （5-1）
电磁场理论PPT
磁场的“高斯定理” 磁场的“高斯定理”与安培环路定理
磁场、电场均是矢量场，但磁场与电场性质不同。在 电学中有场方程：∫S D ⋅ ds = ∑ q0， E ⋅ dl = 0而在磁学中相应 ∫
s内 s内
的该两方面（通量、环流）又该如何？即 ∫s B ⋅ ds = ?，LB ⋅ dl = ? ∫ 它们均可由毕奥－萨伐尔定律，结合叠加原理导出。
(3) 同理，I 2 dl 2 → I 1 dl1 的作用力仍有类似形 式：
µ0 ' F = 4π
∫∫
l' l
' I 1dl1 × ( I 2 dl 2 × r12 ) R2
(4) 电流元之间的作用力一般不满足牛顿第三 定律。
二、磁感应强度矢量 B 1、B 的定义 F E= 仿照电学中定义电场： q 0 ，变形成 F = q 0 E 。 磁学中稍复杂：电流在其周围空间激发磁场，仍从置于场 中的试探电流元 I 0 dl 0 受安培力角度定义描述磁场的物理量 B ----磁感应强度（历史用名）。 电流元 I 0 dl 0 受回路 L 的作用力为（见上述）：
m =I S
磁分子分子环流分子磁矩：
无外场时：B0 = 0, 各分子磁矩取向杂乱，宏观对外不显磁性(未磁化)。 有外场时：各分子磁矩在B0 作用下一定程度上沿B0 方向有序排列， 磁介质被磁化，内部相邻环流相消，表面有等效磁化电流。
此处
B0 — —叫磁化场（即外场） B ' — —叫附加场。
2、磁化的描述 (1) 磁化强度M 介质被磁化与否，磁化的状态（方向、程度）如何，引入磁化 强度矢量 M 这一物理量进行描述，定义为： ∑ m分 单位体积内磁分子的分子磁矩之矢量和，即 M = lim
µ0 dF = I 0 dl 0 × ( 4π
物理电磁学理论
物理电磁学理论物理学是研究自然界各种现象和规律的科学。
而电磁学作为物理学的一支重要分支，研究的是电和磁现象的原理和规律。
本文将探讨电磁学理论的基本概念、电磁场、电磁波以及电磁辐射等内容。
一、电磁学理论基本概念电磁学理论的基础概念包括电荷、电场、电势、磁场、磁感应强度和磁标量势等。
1. 电荷是电磁学研究的基础，分为正电荷和负电荷。
同性电荷相斥，异性电荷相吸。
2. 电场是指电荷周围存在的电力作用区域。
电场主要由电荷产生，并采用电场力线表示，力线越密集表示电场越强。
3. 电势是描述电场强弱的物理量，通常表示为V。
电势差是指在两点之间单位正电荷所具有的电势能差。
4. 磁场是指磁体周围的磁力作用区域。
磁场主要由磁荷（磁单极子）和电流产生。
5. 磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，通常表示为B。
磁感应强度的方向与磁场力线的方向相同。
6. 磁标量势是指描述磁场分布的物理量，通常表示为φ。
二、电磁场电磁场是指电场与磁场同时存在的区域，是电磁学理论的基础概念之一。
1. 电场与磁场的相互作用是电磁场产生的基础。
当电流通过导线时，会产生磁场；而变化的磁场则会产生感应电场。
2. 麦克斯韦方程组是电磁场理论的核心内容，描述了电场与磁场之间的相互关系和运动规律。
3. 电磁力是电磁场中的物体所受到的力，可以通过洛伦兹力计算，包括库仑力和洛伦兹力。
4. 电磁感应是指改变磁场强度或者磁通量时，所产生的感应电动势和感应电流。
三、电磁波电磁波是电磁场的一种表现形式，具有电场和磁场的振荡。
电磁波的传播速度等于真空中的光速。
1. 电磁波的生成是由振动带动电场和磁场的产生，振动的源头可以是电荷的振动或者电流的变化。
2. 电磁波分为空间上的平面波和球面波两种形式。
平面波特点是波阵面平行，球面波特点是波阵面呈球面膨胀。
3. 电磁波的频率和波长呈倒数关系，频率越高，波长越短。
电磁波的频率范围广泛，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和γ射线等。
麦克斯韦电磁场理论
电磁场也是物质
电磁场可以使电荷移动，也就是可以对外 做功。所以，电磁场具有能量。
俄国物理学家列别捷夫测量到光对被照物 体的压力，用实验证明了由电磁场理论预言的 光压，表明电磁场具有与其他物质相互作用的 属性。
1.建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学
C．发电机和电动机统称为电机
D．通过电机可使电能和其他形式的能源相互转化
答案：A
变式 练习
1．(多选)关于电机，下列说法正确的是( ) A．电机的应用极大地提高了劳动生产率 B．发电机与电动机的工作原理不同 C．电动机是法拉第发明的 D．发电机就是电动机
解析：电机在工农业生产中的运用，极大地提高了 劳动的生产率，促进了社会的发展，故A正确．发电机 与电动机的工作原理不同，故B正确、D错误．电动机是 特斯拉发明的，故C错误．
家是:
[]
D
A.法拉第 B.奥斯特 C.赫兹 D.麦克斯韦
2.下面说法中正确的是:
[]
AD
A.恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场
B.恒定电场能够在周围空间产生稳定的磁场
C.静止电荷能够在周围空间产生稳定的磁场
D.变化的电场和磁场互相激发,形成由近及远传播的电磁
波
3.关于电磁场和电磁波,正确的说法是: [ ]ABD A.电场和磁场总是相互联系的,它们统称为电磁场 B.电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波 C.电磁波传播的速度总是3×108m/s D.电磁波是一种物质,可以在真空中传播
4．人类利用能源的进步历程是直：接__燃__烧__柴__禾____→ 直接燃烧煤→利用石油和天然气 →_电__能__的__利__用_→_核__能__的__利__用_.
高中物理-电磁场和电磁波
电磁场和电磁波
1.麦克斯韦的电磁场理论
（1）变化的磁场能够在四周空间产生电场，变化的电场能够在四周空间产
生磁场。
（2）随时间平均变化的磁场产生稳固电场。
随时间不平均变化的磁场产生
变化的电场。
随时间平均变化的电场产生稳固磁场，随时间不平均变化的电场产
生变化的磁场。
（3）变化的电场和变化的磁场老是相互关系着，形成一个不行切割的一致
体，这就是电磁场。
2.电磁波
（1）周期性变化的电场和磁场老是相互转变，相互激励，交替产生，由发
生地区向四周空间流传，形成电磁波。
（2）电磁波是横波
（3）电磁波能够在真空中流传，电磁波从一种介质进入另一介质，频次不
变、波速和波长均发生变化，电磁波流传速度v 等于波长λ和频次 f 的乘积，即v= λf，任何频次的电磁波在真空中的流传速度都等于真空中的光速c=3 。
00×108m/s 。
第十一章 经典电磁场理论
第十一章 经典电磁场理论对电和磁的兴趣由来已久。
正式发表的关于电的第一条定量定律是库仑定律（ Coulomb ，1785）。
1820 年奥斯特（Oersted ，丹麦）发现通电的导线对磁针有作用力。
毕奥-萨伐尔确定了这个力正比于电流强度，反比于导线与磁极的距离。
与此同时安培（Amper è）把磁性归结为电流和电流的相互作用，提出安培定律。
但安培被自己提出的超距作用的分子电流假说所迷惑，没能够发现电磁感应现象。
这个对形成电磁场的概念致关重要的现象在1831年被法拉第（ Friday ）发现。
法拉第创建的力线和场的概念意味深长。
麦克斯威（Maxwell ，1865）在此基础上建立了电磁场的完整理论——麦克斯威方程。
我们将以静电磁场的知识为基础，在洛伦兹对称性和规范对称性的指引下虚拟一个麦克斯威方程的发现过程。
把四维矢势作为基本自由度，构造电磁场的拉格朗日量并给出有普遍意义的联系连续对称性与守恒量的奈特(Noether)定理。
11.1 场方程让我们把上一章静电磁场的公式归纳一下：)(1)(02x x c cρεϕ-=∇ （11.1） a a a j A A 02)(μ-=⋅∇∇-∇ （11.2） 下标c 和a 强调该量与静止电荷和稳恒电流相联系。
上述公式仅当电磁场不随时间变化时成立，0=∂∂t c ϕ ， 0=∂∂tA a （11.3） 随时间变化的电磁场满足什么样的方程呢？相对论的协变性可以引导我们猜出正确的结果。
回忆第八章由电荷守恒得到的连续性方程（8.36）式041=∂∑=μμμj （11.4） 其中四维矢量算符 μμx ∂∂=∂ （11.5） 而四维位移矢量定义为 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ict z y x x x x x x 4321 （11.6） 在（11.4）式中定义了⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ρic j j j j j j j j z y x 4321 （11.7） 连续性方程的协变性要求上式定义的j 是一个四维反变矢量，称为四维电流密度矢量。