电磁学——迈向电磁理论的统一
麦克斯韦电磁理论电磁学.ppt
电位移通量和位移电流
引入电位移通量：通过任一曲面S的电位移通
量。
D D • d S
由此，麦克斯韦S 定义了位移电流ID和电流密度 jD（电位移矢量的时间变化率）：
ID
d D dt
S
D •dS t
S
jD • d S
传导电流和位移电流合起来称为全电流。
I
S
j0
•
dS
S
D t
•
dS
S
(
j0
电磁波和光波是性质相同的波，因此v 麦1/ 克0斯0 韦 预言光就是电磁波。
§10.3.2定态波动方程
讨论在介质中的情况：一般介质的介电常数和磁导率 都是随电磁波的频率而变的，这种现象称为介质的色 散。
对于一般的电磁场，无法推导出电场和磁场的波动方 程，但在很多实际情况下，电磁场的激发源往往以大 致确定的频率作简谐振动，因而辐射的电磁波也以相 同频率作简谐振动，这种以一定频率作简谐振动的波， 称为定态电磁波或单色波。
代入自由空间的麦克斯韦方程组，并消去共同因子，
可得：
E j H
H j E
• E 0
• H 0
由此可得一定频率下电磁波的基本方程：
2 E k2 E 0
又称为Helmholtz方程，式中 k
总结起来，对在介质中传播的频率一定的单色 电磁波，麦克斯韦方程组可化为：
一般情况下，平面电磁波的表达式为：
E(x,t) E0e j(k•rt) 式中，k是沿电磁波传播方向的一个常矢量，
称为波矢，大小为：
k 2 /
电磁波的电场波动是横波：
由
• E E0 • e j(k•rt) jk • E 0
可得 k • E 0
引力作用和电磁作用的统一理论
引力作用和电磁作用的统一理论内容提要本文回顾了引力作用理论和电磁作用理论发展的历史，简要叙述了正统理论基本相互作用理论。
指出了经典物理学和近代物理学的正统理论关于引力作用和电磁作用认识的盲区和误区。
揭示了质量和电荷，角动量与磁矩的内在联系。
探讨了引力作用和电磁作用机制。
确立了引力作用与电磁作用是自然界基本相互作用。
李鑫2012年3月12日目录1 引力作用理论和电磁作用理论历史的回顾2 近代物理学统一相互作用理论存在的困难3 关于引力作用和电磁作用认识的盲区和误区3.1 经典物理学引力作用和电磁作用认识的盲区和误区3.2近代物理学的正统理论关于引力作用和电磁作用认识的误区。
4 引力作用和电磁作用内在联系4.1质量与电荷的传统和正统正概念4.2. 质量和和电荷内在联系4. 2.1微观粒子的质量和电荷内在联系4.2.2天体的质量和电荷内在联系4.3 角动量和磁矩内在联系4.3.1 微观粒子角动量和磁矩内在联系4.3.2天体角动量和磁矩内在联系5. 引力作用机制5.1. 引力场理论5.2 微观引力场5.2.1 de Broglie假设5.2.2 微观引力场的基本相互作用5.3 天体引力场5.3.1 天体引力场现状5.3.2 天体自聚能与天体内部微观结构6 电磁作用机制6.1 电磁场理论6.2 微观电磁场6.3 天体电磁场1 引力作用理论和电磁作用理论历史的回顾16世纪丹麦天文学家B. Tycho对行星绕日运行作了长期的观测，记录了大量准确可靠的天文数据资料，他死后20年，由德国天文学家J. Kepler整理分析这些资料，在1609一1619年，先后公布行星运动三定律。
英国著名的物理学家I.Newton，英国科学家S.Hook 和荷兰物理学家C.Huygens都曾根据开普勒定律推测行星和太阳间存在和距离二次方成反比的引力，为此Hook和Newton还通过信，因此，对定律的首创权有过争议。
Newton还曾对晚年的忘年交斯多克雷说过，1666年他在家乡避瘟疫时，曾因见苹果从树上落地而想到地球对苹果的引力是否可延伸到月球。
麦克斯韦电磁理论
麦克斯韦电磁理论
麦克斯韦电磁理论是电磁学的重要理论基础，由苏格兰物
理学家詹姆斯·麦克斯韦在19世纪提出。
这个理论结合了电学和磁学的观点，描述了电磁场的性质和它们与电荷和电
流的相互作用。
麦克斯韦电磁理论的主要内容包括：
1. 麦克斯韦方程组：这是描述电磁场中电荷和电流行为的
一组方程。
它包括四个方程，分别是麦克斯韦的电场定律、麦克斯韦的磁场定律、法拉第电磁感应定律和安培环路定律。
2. 电磁波：麦克斯韦的方程组预言了电磁波的存在，即电
磁场以波的形式传播，这一点后来由赫兹的实验证实。
电
磁波是光和其他电磁辐射的基础，它们在真空中以光速传播。
3. 基于麦克斯韦电磁理论的光学：麦克斯韦电磁理论揭示
了光是电磁波的性质，并成功地解释了光的干涉、衍射、
偏振等现象，为现代光学的发展奠定了基础。
麦克斯韦电磁理论的提出对电磁学的发展产生了深远影响，并成为物理学的基本理论之一。
它不仅成功地统一了电学
和磁学，而且为后来的相对论和量子力学的建立打下了基础。
【科学】自然科学史（38）麦克斯韦与电磁学理论
【科学】⾃然科学史（38）麦克斯韦与电磁学理论麦克斯韦与电磁学理论到1850年前后，电磁学的实验研究发展迅速，已经确⽴了库仑定律、⾼斯定律、安培定律、法拉第定律，提出了场和⼒线的概念，打破了电与磁是孤⽴现象的传统观念。
但到⽬前为⽌，电磁学实验和理论研究成果丰富却不全⾯，尚未建⽴起电学和磁学相统⼀的理论体系，迫切需要在更加普遍的观点下加以概括和总结。
⽽承担这⼀历史重任的⼈就是麦克斯韦。
2.1 麦克斯韦构建电磁学体系麦克斯韦于1831年6⽉13⽇出⽣在苏格兰爱丁堡的⼀个律师之家，从⼩便显露出数学天才，15岁时就在爱丁堡皇家学会刊物上发表了⼀篇数学论⽂。
1847年中学毕业后进⼊爱丁堡⼤学学习数学、物理学和哲学。
1850年转⼊剑桥⼤学三⼀学院，主攻数学和物理学。
1854年以优异成绩毕业，并留校任教。
麦克斯韦受到开尔⽂电学研究的启发，认真研究了法拉第的著作《电学实验研究》，领悟到了法拉第⼒线思想的价值，也看出其定性表述的不⾜。
1855年，他发表了第⼀篇电磁学论⽂《论法拉第的⼒线》。
在这篇论⽂中，使法拉第的⼒线概念获得了精确的数学形式，并且由此导出了库仑定律和⾼斯定律。
这篇⽂章还只是限于把法拉第的思想翻译成数学语⾔，还没有获得新的结论。
法拉第读过这篇论⽂后，⼤为赞赏，⿎励他进⼀步探究数学解释背后的本质。
1862年他发表了第⼆篇论⽂《论物理⼒线》，进⼀步发展了法拉第的思想，其中具有决定意义的⼀步，是引进了“位移电流”的概念，这是电磁学史上继法拉第揭⽰电磁感应的⼜⼀重⼤突破。
⽂中给出了著名的麦克斯韦电磁场⽅程组，从⽽引申出更为深刻的结论：磁场变化产⽣电场，电场变化产⽣磁场，由此预⾔了电磁波的存在，并证明了这种波的速度等于光速，揭⽰了光的电磁本质。
电磁现象的规律终于被他⽤不可动摇的数学形式揭⽰出来，电磁学到这时才开始成为⼀种科学的理论。
这⼀年，麦克斯韦才31岁，取得了他⼀⽣中最辉煌的成就。
1864年他的第三篇论⽂《电磁场的动⼒学理论》，从⼏个基本实验事实出发，运⽤场论的观点，以数学演绎⽅法进⼀步完善了麦克斯韦⽅程组，建⽴了完整系统的电磁理论。
电磁学通论 第8章 麦克斯韦电磁场理论
于是
j0
ds
d dt
D
ds
D t
ds,即Biblioteka j0D tds
0,
可得
(?) =
j0
D . t
最终，形成了普遍情形下的磁场环路定理为
H
dl
(
j0
D ) t
ds,
传导电流 I0
j0 ds,
位移电流
ID
D t
ds.
采用微分形式
电荷守恒律
j0
0 t
0;
电位移散度方程 D 0,
有
j0
D t
总电场源于两部分：与电荷相联系的非旋电场 Eq , 与 B / t 相联系的涡旋电场 Ec，即
q Eq (r, t),
B t
Ec (r,t);
总电场 E Eq Ec , D 0E P;
于是， Ec ds 0 （基于涡旋电场线的闭合性），
Ec dl
B t
ds
（基于电磁感应定律）；
Eq
（8.12-2） （8.12-3）
H
j0
D . t
（8.12-4）
在真空中，D 0E, B 0H, 且 0 0, j0 0; 于 是，麦克斯韦方程组简化为：
E 0,
E
0
H t
,
H 0,
H
0
E t
.
▲普遍的电磁场边值关系
应用通量定理于界面两侧，得到场的法向分量 之边值关系；应用环路定理于界面两侧，得到场 的切向分量之边值关系。即
兹证明极化电流密度 jp P / t，如下：
jp
t
0（, 极化电荷守恒方程）
jp
t
,
电磁学发展历程
电磁学发展历程电磁学是研究电场和磁场现象以及它们相互作用的物理学科，其发展历程可以追溯到古代。
以下是电磁学发展的重要里程碑。
古代希腊时期，一些学者发现当琥珀摩擦后能够吸引轻物体。
这一现象被认为是电磁学的起源，被称为静电现象。
16世纪末，英国物理学家吉尔伯特首次系统地研究了磁铁性质，并引入了“电”这个词。
他还发现了地球本身具有磁性，这为后来的航海提供了重要的帮助。
18世纪，法国物理学家居里发现了电流通过一条导线时，会在导线周围产生一个环状的磁场。
这一发现打开了电磁学的新篇章。
19世纪初，丹麦物理学家奥斯特和法国物理学家安培独立发现了法拉第电磁感应现象。
他们发现当一个导体在磁场中移动时，会在导体两端产生电流。
这一现象被称为电磁感应，成为后来电动机和发电机的基础。
1831年，法拉第进一步研究了电磁感应现象，并提出了著名的法拉第电磁感应定律。
根据该定律，导体中的感应电动势与磁场的变化率成正比。
1833年，英国物理学家Фарадей发现在导体中的感应电流产生磁场。
他提出了法拉第电磁旋涡理论，认为磁场线是由电流形成的闭合回路。
19世纪中叶，英国物理学家麦克斯韦提出了电磁场理论，将电场和磁场统一起来。
他发现电磁波是一种通过空间传播的电磁辐射。
这一理论奠定了电磁学的基础，并对后来的无线电通信产生了重大影响。
20世纪初，德国物理学家浦里和卢瑟福发现了电子，并提出了电子运动的动力学方程。
这为电子在电场和磁场中的行为提供了理论基础，对电磁学的发展起到了重要作用。
20世纪后半叶，人们进一步研究电磁场的量子性质，发展了量子电动力学。
这一理论成功解释了电磁相互作用的微观机制，并为现代粒子物理学做出了重要贡献。
近年来，电磁学的应用也得到了广泛发展。
无线电通信、雷达、卫星导航和医疗成像等技术都是基于电磁学原理的。
此外，磁共振成像技术的发展也为医学诊断提供了重要工具。
总的来说，电磁学的发展经历了数百年的演变，从古代的静电现象到现代的量子电动力学，电磁学的理论框架不断完善，应用领域也不断拓展。
电磁学：电与磁的统一
电磁学：电与磁的统一电磁学是物理学的一个重要分支，研究电和磁现象之间的关系以及它们的统一性。
在电磁学的发展过程中，科学家们逐渐认识到电和磁并不是两个独立的现象，而是相互联系、相互作用的。
本文将从电和磁的起源、电磁场的概念、麦克斯韦方程组以及电磁波等方面来探讨电与磁的统一。
一、电和磁的起源电和磁的起源可以追溯到古代。
早在古希腊时期，人们就发现琥珀擦拭后可以吸引小物体，这就是静电现象的最早发现。
而磁铁的发现则可以追溯到中国古代，中国古代的指南针就是利用磁铁的性质指示方向的。
然而，直到17世纪，科学家们才开始系统地研究电和磁的性质。
二、电磁场的概念电磁场是电和磁相互作用的媒介。
根据电磁场的性质，可以将电磁场分为静电场和磁场。
静电场是由电荷引起的，而磁场则是由电流引起的。
电磁场的存在使得电和磁可以相互转化，这就是电磁感应的基础。
三、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁现象的基本方程组。
它由四个方程组成，分别是高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和法拉第电磁感应定律的修正形式。
这四个方程统一了电和磁的描述，揭示了电磁现象的本质。
四、电磁波电磁波是电磁场的一种传播形式。
根据频率的不同，电磁波可以分为不同的类型，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。
电磁波的传播速度是光速，它们在空间中传播时具有波动性和粒子性。
电磁波的发现是电与磁统一的重要证据。
当麦克斯韦方程组被应用到电磁波的研究中时，科学家们发现电磁波的传播速度与光速相等，这就意味着光是一种电磁波。
这个发现彻底改变了人们对光的认识，揭示了电与磁的统一性。
五、电与磁的应用电与磁的统一性在现代科技中有着广泛的应用。
电磁感应的原理被应用于发电机和变压器等设备中，实现了电能的转换和传输。
电磁波的应用也非常广泛，无线通信、雷达、医学影像等领域都离不开电磁波的应用。
总结：电磁学的发展揭示了电与磁的统一性，将电和磁视为相互联系、相互作用的现象。
电磁学：电与磁的统一
电磁学：电与磁的统一在我们日常生活中，电和磁现象是非常常见的。
电灯的亮起、手机的充电、磁铁吸引物体等，都与电和磁有关。
然而，你是否想过，电和磁之间是否有某种联系或者统一的理论？答案是肯定的。
电磁学正是研究电和磁现象之间相互关系的学科。
电的本质在电磁学中，首先要了解的是电的本质。
电的产生与电荷密切相关。
电荷是负责携带电力的基本颗粒，可以是正电荷或者负电荷。
当电荷聚集在一起时，就会形成电场。
电场是一种储存了电势能的区域，可以影响周围的物体。
当一些物质中的电荷开始流动，就会形成电流。
电流的存在会产生磁场。
磁的本质接下来，我们来了解一下磁的本质。
磁的产生与磁矩有关。
磁矩是指物体所具有的磁性特征，可以将其想象为一个微小的磁针。
当磁矩在空间中运动时，就会产生磁场。
磁场可以被其他磁矩所感知，并且会对具有磁性的物体产生吸引或排斥的作用。
电与磁的统一：麦克斯韦方程组早在19世纪，物理学家詹姆斯·麦克斯韦提出了一组方程，被称为麦克斯韦方程组，它们描述了电磁学的基本原理。
麦克斯韦方程组将电场和磁场统一到了一起，指出它们本质上是相互联系的。
麦克斯韦方程组包括四个方程，分别是高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和法拉第电磁感应哲学。
应用：电磁波和电磁感应电磁学的研究成果不仅仅停留在理论层面，还拓展出了许多实际应用。
其中两个重要的应用是电磁波和电磁感应。
电磁波是指电场和磁场在空间中传播的波动现象。
电磁波包括无线电波、可见光、红外线、紫外线等。
无线电波的应用使得通信更加便捷，可见光则是人类生活中不可或缺的一部分。
红外线和紫外线则在医疗、红外线热像仪、杀菌等方面发挥着重要的作用。
电磁感应是指当磁场发生变化时，会在导体中产生感应电流。
这个现象被广泛应用于发电机、变压器、电磁铁等设备中。
利用电磁感应，我们可以将机械能转化为电能，或者通过变压器进行电能的传输和调整。
电磁学的发展与应用，使得我们对电和磁的认识更加深入和全面。
邮票上的物理学史_麦克斯韦的电磁理论
第19卷第2期大 学 物 理Vol.19No.22000年 2月COLL EGE PHYSICS Feb.2000邮票上的物理学史连载邮票上的物理学史 µυ———麦克斯韦的电磁理论秦克诚(北京大学物理系,北京 100871) 法拉第丰硕的实验成果和他新颖的场的观念为电磁现象的统一理论准备了条件.完成这一历史任务的是卓越的英国物理学家麦克斯韦(1831～1879年).图1的邮票是圣马力诺1991年发行的纪念无线电百年系列邮票中的第一张.溯本探源,无线电的发明当然得从麦克斯韦电磁理论的提出算起.图中的花体字母是C =J +D ,程.图2是发行这张邮票的首日邮戮.在麦克斯韦建立他的电磁理论之前,诺埃曼、韦伯等德国物理学家,继承了安培的超距作用观点,对电磁现象的研究作出过不少贡献,形成了电动力学的所谓大陆学派.但是,他们企图在力学的框架内理解电磁现象,提出各种复杂的相互作用“势”来描述电磁过程,理论繁复而不自然,未能建立起一个统一的理论体系.而麦克斯韦则继承了法拉第的近距作用观念,取得了决定性的进展.麦克斯韦走了三大步才建立起电磁理论,前后共历时十余年.他一开始就把注意力集中到法拉第的力线上.1856年,他发表了电磁理论方面第一篇论文“论法拉第的力线”,在开尔文对热传导现象、流体运动和电磁力线的类比研究的基础上,首次试图将法拉第的力线概念表述成精确的数学形式.他在文中给出了电场和磁场的已知定律的微分关系式.1862年,他发表第二篇论文“论物理的力线”.在这篇论文中,他提出一个分子涡流以太模型,基于这个模型,通过数学计算可以得出电学和磁学中全部已知的基本定律,除此之外,麦克斯韦还在这个模型的基础上引入了“位移电流”的概念:变化电场引起介质电位移的变化,这种变化与传导电流一样在周围的空间激发磁场.位移电流概念完全是麦克斯韦的独创(而且是在没有任何实验提示的情况下,只是为了保证理论的自洽性———与电荷守恒定律兼容而大胆引入的),因此,麦克斯韦电磁理论决不仅仅是法拉第的思想的数学精确化.提出位移电流不但保证了理论的自洽性,而且使理论具有一种对称性:变化的电场在周围的空间激发涡旋磁场,变化的磁场在周围的空间激发涡旋电场,这就为脱离场源而交互变化的电场和磁场———电磁场的独立存在提供了依据.电磁场是一种新型的波动,以横波的形式在空间传播,形成所谓电磁波.1865年,他发表了第三篇论文“电磁场的动力理论”,在这篇论文中,他不再用他过去提出的以太模型,而是通过数学解析方法,总结了今天以他的名字命名的电磁场基本方程图.图3是尼加拉瓜(1971年)的“改变世界面貌的10个公式”邮票中关于麦克斯韦方程组的一张.由这个方程组他推出电磁场所满足的波动方程,预言了电磁波的存在.由于算出的电磁波在真空中的传播速度与真空的光速相同,麦克斯韦断言光就是频率在某一范围内的电磁波,建立了光的电磁理论.麦克斯韦先用以太模型导出新的电磁场方程组,然后又敢于舍弃原来的力学比拟,让电磁场理论从机械论框架中解放出来,成为独立的物理对象,这是麦克斯韦的伟大之处.有人曾这样比喻:对麦克斯韦来说,机械模型就好像建筑高楼大厦时的脚手架,楼房建好之后,脚手架就一点一点被拆掉了.回顾电与磁的联系的发现经过是很有意思的:最开始是奥斯特发现持续电流的磁效应,得到了磁场的两个源中的一个(麦克斯韦方程组的第四方程的一半).人们以为有逆效应存在,多方寻觅,在实验上发现的却是瞬态的磁场变化能够产生电场(方程组中的第三方程).然后出于自洽和对称的考虑,从理论上提出位移电流,得到第四方程的完整形式.再以后,在相对论中,通过洛伦兹变换可以从电场得出磁场,两种“不同”的自然力就完全统一了.1865年后,他辞职退隐庄园养病.此后他把主要精力放在整理、总结电磁场理论上.1873年,他出版了经典名著《电磁理论》.1879年,他在长期患病后与世长辞,终年才48岁.如果他能多活9年,就能亲眼看到自己的理论被赫兹的电磁波实验证实了.图4是墨西哥1967年为纪念在墨西哥城举行的国际电信会议发行的邮票,上面有麦克斯韦和赫兹的肖像.无线电波在通讯上的各种应用,当然是和麦克斯韦和赫兹的名字分不开的.法拉第和麦克斯韦的电磁学强调了电磁场的实在性,电磁场是物理场的第一个实例.从麦克斯韦理论可得,电磁场和实物一样,具有能量和动量,电磁波的动量会在它照射的表面上产生一个辐射压强.既然光也是电磁波,那么光也会对被它照射的物体施加压力(光的粒子说也提出了光压的概念,开普勒就曾用它解释太阳光对彗尾的推斥).俄国物理学家列别捷夫(图5,苏联1951年)于1910年实验测出光压,在实验误差范围内与麦克斯韦预言之值相等,从而为光的电磁理论提供了实验证据.除了电磁理论以外,麦克斯韦还在别的许多方面做出重要的贡献.他提出土星的光环是由许多小颗粒组成的,而不是固体或流体结构.后者会在引力和离心力的作用下瓦解,只有前者才能保持稳定.在热力学中,他系统表述了各个热力学变量的偏导数之间的一些关系式,现称为麦克斯韦关系式.他提出了“麦克斯韦妖”的著名佯谬,深化了对热力学第二定律的理解.他与克劳修斯和玻尔兹曼同为气体分子动理论的创始人,提出了以他的名字命名的气体分子的速度分布定律,并根据这一定律推算出气体分子的平均自由程.他首先建议,应当采用一种由少数基本单位有系统地建立起来的协调一致的(coherent)单位制,即从基本单位推出导出单位时,其比例常数为1,以减少计算的繁复和消除产生错误的源泉.后来采用CGS单位制就是采纳他的意见和结果.他在剑桥创办了著名的卡文迪什实验室,并担任首任主任.他还编辑出版了卡文迪什的手稿.麦克斯韦的电磁理论实现了电、磁和光现象的统一,这是自从牛顿实现天上和地上的运动的统一以后物理学中第二次大统一.麦克斯韦的电磁学是人类知识宝库中一份博大精深的科学遗产,其历史地位完全可以和牛顿的力学媲美.麦克斯韦可说是除牛顿和爱因斯坦以外第三位最伟大的物理学家.不过,有关麦克斯韦的邮票却不多,迄今笔者只见到上面三张.邮票不是选票,其数量并不与学术地位和历史业绩成正比.美国物理学家费曼对麦克斯韦的工作是这样评论的:“从人类历史的长久观点来看———例如从自今以后一万年的观点来看,几乎无疑的是,麦克斯韦发现电动力学定律将被判定为19世纪中最重要的事件.与这一重要科学事件相比,发生于同一个10年中的美国内战(按:指南北战争,发生于1861～1865年)将褪色而成为只有地区性意义的了.”是的,认识和理解大自然是最宏伟、最壮丽、最有持久价值的事业,和这一事业相比,历史上的帝国兴亡,生活中的名利追逐,只不过是“相争两蜗角,所得一牛毛”.在这一伟业中,物理学是走在最前面、冲锋陷阵的前锋部队.能够成为这支部队的一员,是每一个物理学工作者都感到自豪的事.宇宙的年龄是一百多亿年,人类出现在地球上大约有一百万年,一个人的生命不过百年,人生的意义究竟是什么?笔者认为,人类就是大自然母亲磨制用来照自己的镜子,进化过程就是她磨镜的过程,镜子越来越完善,越来越清晰,它的任务便是要尽量清晰地把大自然照出来.进化使我们具有思维和理解能力,而发现和认识自然规律,直接间接为这一事业服务,便是人生的使命和价值.图1图2图3图4图5。
电磁学：电与磁的统一
电磁学：电与磁的统一电磁学是物理学的一个重要分支，研究电荷和电流所产生的电场和磁场以及它们之间的相互作用。
在电磁学的发展过程中，科学家们逐渐认识到电与磁实际上是相互关联、相互转化的两个现象，最终形成了电与磁的统一理论。
静电学与静磁学在电磁学发展的早期阶段，人们对于电和磁的性质进行了分离研究。
静电学主要研究静止电荷所产生的电场及其相互作用，而静磁学则主要研究静止电流所产生的磁场及其相互作用。
这两个领域的发展为后来的电动力学奠定了基础。
麦克斯韦方程组19世纪中叶，麦克斯韦通过实验和理论推导，提出了描述电与磁统一现象的方程组，即麦克斯韦方程组。
这个方程组包括四个方程，分别是高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和法拉第电磁感应定律的修正形式。
这些方程描述了电场和磁场的生成、传播和相互作用规律，成为电磁学的基础。
电磁波的发现麦克斯韦方程组预言了电磁波的存在，但直到后来的实验才证实了这一预言。
1887年，赫兹通过实验证明了电磁波的存在，并测量了它们的速度。
这一发现引发了对于电磁波性质的深入研究，也为无线通信等技术的发展奠定了基础。
电磁场与相对论爱因斯坦在20世纪初提出了相对论，将电磁学与空间时间的统一进行了深入探讨。
他认为电场和磁场实际上是同一个物理量在不同参考系下的表现形式，即电磁场。
相对论进一步加深了人们对于电与磁统一性质的理解，并为后来量子力学的发展提供了重要线索。
量子电动力学量子电动力学是描述微观世界中电磁相互作用的理论，将量子力学和电动力学相结合。
通过量子电动力学，我们可以更好地理解电磁场与粒子之间的相互作用，解释光的发射、吸收和散射等现象。
这一理论的发展为现代物理学的研究提供了重要工具。
应用与展望电磁学的应用广泛，涵盖了电力工程、通信技术、电子器件等多个领域。
例如，电力工程中利用电磁感应原理实现发电和输电；通信技术中利用电磁波进行信息传输；电子器件中利用电磁场控制电流和信号等。
未来，随着科学技术的不断进步，电磁学将继续发展，并在更多领域发挥重要作用。
电磁学的基本理论和应用
电磁学的基本理论和应用电磁学是研究电荷与电磁场相互作用的学科，涉及电场、磁场、电磁波等内容。
电磁学理论的发展促进了现代科学技术的进步，广泛应用于工程、通信、医学等领域。
本文将介绍电磁学的基本理论和一些常见应用。
一、电磁学的基本理论1. 库仑定律库仑定律是电磁学的基础之一。
根据库仑定律，两个点电荷之间的电力大小与它们之间的距离平方成反比，与电荷的大小成正比。
这一定律表明了电荷的相互作用与距离和电荷之间的属性有关。
2. 高斯定律高斯定律是研究电场的基本定律之一。
根据高斯定律，电场通过封闭曲面的电通量与该曲面内的电荷量成正比。
这一定律可以帮助我们计算电场分布并解释电场的性质。
3. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起的感应电流。
根据法拉第电磁感应定律，当闭合线圈或导体中的磁通量发生变化时，会产生感应电动势或感应电流。
该定律为发电机、变压器等电磁设备的工作原理提供了理论基础。
4. 安培定律安培定律是研究磁场的基本定律之一。
根据安培定律，通过闭合电路的磁场强度与该电路上所包围的电流成正比。
这一定律揭示了电流产生的磁场特性，为设计电磁铁、磁共振成像等设备提供了依据。
5. 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电磁学研究的核心方程，由麦克斯韦整理和总结了电磁学的基本理论。
麦克斯韦方程组包括了电场、磁场与它们的相互关系，形成了统一的电磁理论。
这一理论奠定了电磁学的基础，指导了电磁波的研究与应用。
二、电磁学的应用1. 电力工程电磁学在电力工程中的应用广泛。
例如，利用电场的力作用和磁场的感应效应，发明了电动机、发电机、变压器等电力设备，实现了能量的转换和传输。
电磁学的理论指导了电力系统的设计、运行和维护，保障了电力供应的稳定性和可靠性。
2. 通信技术电磁学在通信技术中起着关键作用。
无线通信依赖于电磁波的传播和接收。
通过电磁场的调制和解调，信息可以在远距离传输。
电磁学的原理为无线电、雷达、卫星通信、光纤通信等技术的发展提供了基础。
电磁学 Maxwell
a 只是运算中代替一积分的辅助量，没有明确的 物理意义
理论中，无须考虑线圈周围的情况，把感应电动 势归结为两个电流相互作用时电动力学势变化率 的积分，这样他就把电磁感应定律纳入了超距作 用的电动力学体系。
引入电动力学势是一个重要的贡献，在电磁学理 论中起着重要的作用
北京大学物理学院王稼军编
1875年法拉第给麦克斯韦的信
我亲爱的先生，我接到你的论文，为此深 为感谢。我并不是说我要感谢你是因为你 谈论“力线”，因为我知道你已经在哲学 真理的意义上处理了它；但你必然以为这 项工作使我感到愉快，并给予我很大的鼓 励去进一步思考。起初当我看到你用这样 的数学威力来针对这样的主题，我几乎吓 坏了。后来我才惊讶地看到这个主题居然 处理得如此之好。
2006.12
北京大学物理学院王稼军编
第二部分 主要讨论电磁感应现象
2006.12
北京大学物理学院王稼军编
Weber的工作
Weber提出：运动电荷之间除了库仑力外， 还存在着由于电荷运动而产生的另一类相 互作用力——Weber力
同号电荷沿同方向平行运动时，为吸引力 异号电荷沿同方向平行运动时，为排斥力； 安培力——全部运动电荷之间的力的结果；
雄心勃勃想建立统一的电磁力—weber力
被感线圈中 考虑楞次定律
d dt
i'
ll '
d
l
d r
l
'
kddti'll'dlrdl'
引入一个矢量函数a，称之为电动力学势，定义为
a
i'
l'
d l' r
2006.12
k
l
反映电磁场基本性质和规律的麦克斯韦方程组
反映电磁场基本性质和规律的麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组（英语：Maxwell's equations）是英国物理学家麦克斯韦在19世纪建立的描述电磁场的基本方程组。
它含有四个方程，不仅分别描述了电场和磁场的行为，描述了它们之间的关系。
在麦克斯韦方程组中，电场和磁场已经成为一个不可分割的整体。
该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律，并预言了电磁波的存在。
麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的核心思想是：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（也是电磁波的形成原理）。
麦克斯韦进一步将电场和磁场的所有规律综合起来，建立了完整的电磁场理论体系。
这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组。
麦克斯韦方程组，是英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦在19世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。
从麦克斯韦方程组，可以推论出光波是电磁波。
麦克斯韦方程组和洛伦兹力方程是经典电磁学的基础方程。
从这些基础方程的相关理论，发展出现代的电力科技与电子科技。
麦克斯韦1865年提出的最初形式的方程组由20个等式和20个变量组成。
他在1873年尝试用四元数来表达，但未成功。
现在所使用的数学形式是奥利弗·赫维赛德和约西亚·吉布斯于1884年以矢量分析的形式重新表达的。
麦克斯韦方程组的地位麦克斯韦方程组在电磁学中的地位，如同牛顿运动定律在力学中的地位一样。
以麦克斯韦方程组为核心的电磁理论，是经典物理学最引以自豪的成就之一。
它所揭示出的电磁相互作用的完美统一，为物理学家树立了这样一种信念：物质的各种相互作用在更高层次上应该是统一的。
另外，这个理论被广泛地应用到技术领域。
1845年，关于电磁现象的三个最基本的实验定律：库仑定律（1785年）;安培—毕奥—萨伐尔定律（1820年）;法拉第定律（1831-1845年）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”。
麦克斯韦电磁学和牛顿力学之间的矛盾-概述说明以及解释
麦克斯韦电磁学和牛顿力学之间的矛盾-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在现代物理学中，麦克斯韦电磁学和牛顿力学被认为是两大重要的理论体系。
麦克斯韦电磁学描述了电磁现象的基本规律，包括电场和磁场的相互作用以及电磁波的传播。
而牛顿力学则是经典力学的基础，描述了物体运动的规律和力的作用关系。
然而，这两大理论在某些方面存在矛盾和不一致之处。
本文将深入探讨麦克斯韦电磁学和牛顿力学之间的矛盾，并分析其影响和意义。
同时，也将展望未来研究方向，探讨如何更好地统一这两大理论，以推动物理学的发展。
1.2文章结构json"1.2 文章结构": {"本文将分为三部分来讨论麦克斯韦电磁学和牛顿力学之间的矛盾。
首先，将介绍麦克斯韦电磁学和牛顿力学各自的基本原理，然后分析二者之间的矛盾和冲突。
接着，对这种矛盾进行总结和归纳，探讨其可能的影响与意义。
最后，展望未来研究方向，提出解决这一矛盾的可能途径和方法。
通过这样的结构，希望能够全面深入地探讨这一重要课题，为相关研究和学术讨论提供参考和启发。
"}1.3 目的：本文的主要目的是探讨麦克斯韦电磁学和牛顿力学之间的矛盾，并分析这种矛盾对物理学领域的影响和意义。
通过深入剖析这两个经典理论之间的矛盾，我们可以更好地理解物质世界的本质，并推动科学的发展。
同时，本文还会探讨未来可能的研究方向，以期为解决这一矛盾提供新的思路和方法。
通过对这一问题的深入研究，我们可以更好地认识世界的运行规律，促进物理学领域的进步和发展。
2.正文2.1 麦克斯韦电磁学的基本原理麦克斯韦电磁学是电磁理论的一个重要分支，由苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出。
其基本原理涵盖了电场和磁场的相互关系，揭示了电磁波的传播规律，以及电磁力的作用机制。
在麦克斯韦电磁学中，电场和磁场被统一描述为电磁场，其波动性质被数学上描述为电磁波的传播。
麦克斯韦方程组是这一理论的核心，包括麦克斯韦的四个方程：高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和麦克斯韦安培方程。
麦克斯韦的电磁场理论
麦克斯韦方程组还揭示了电磁波在介 质中的传播速度与介质本身的性质有 关，如介电常数和磁导率。
电磁场的能量守恒
麦克斯韦方程组揭示了电磁场的能量守恒规律，即电磁场的能量在空间中不会凭空产生也不 会消失，只会从一个地方传递到另一个地方。
电子科技
麦克斯韦的理论为电子科技的发展 提供了指导，推动了电子设备、集 成电路等的进步。
电磁波应用
麦克斯韦的理论为电磁波的应用提 供了依据，如雷达、微波炉、电磁 炉等现代科技产品的出现和发展。
对未来科技发展的启示
01
02
03
深入研究电磁波
麦克斯韦的理论启示我们 深入研究电磁波的性质和 应用，探索更多未知领域。
无线电波的应用
总结词
基于麦克斯韦方程组，人们开发出了无线电波的应用，实现了远距离通信和信 息传输。
详细描述
无线电波的发现和应用是麦克斯韦电磁场理论的重要应用之一。通过调制和解 调技术，人们可以利用无线电波进行远距离通信和广播，极大地促进了信息时 代的到来。
现代科技中的应用
总结词
麦克斯韦的电磁场理论在现代科技中有着广泛的应用，如雷达、卫星通信、电磁炉等。
02
安培、法拉第等科学家通过实验研究，逐渐揭 示了电和磁之间的联系。
04
这个发现为后来麦克斯韦的电磁场理论奠定了基础。
02
麦克斯韦的电磁场理论概述
电磁场的组成
1 2
3
电场
由电荷产生，对电荷施加作用力。
磁场
由电流产生，对电流和磁体施加作用力。
电磁场
电场和磁场的统一体，它们相互依存、相互转化。
麦克斯韦方程组的推导
经典物理学大师—麦克斯韦 (生平、科研成果介绍-期末论文)
摘要麦克斯韦是19世纪英国伟大的物理学家、数学家。
主要科学贡献在电磁学方面，对前人和他自己的工作进行了综合概括，将电磁场理论用简洁的数学形式表示出来，创立麦克斯韦方程组。
同时，作为数学物理学的大师,又非常重视数学理论与物理实验相结合的，是运用数学工具分析物理问题和精确地表述科学思想的大师。
在其短暂的一生中，却迈出了物理学中从未有人走过的重要的几步。
关键词：麦克斯韦方程组科学方法引言麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。
是继法拉第之后，集电磁学大成的伟大科学家。
他依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果，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，将电学、磁学、光学统一起来，完成了物理学的又一次大综合，是19世纪物理学发展的最辉煌的成果，这一自然科学理论的成果，奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。
正如量子论的创立者普朗克（Max Plank l858—1947）指出的：“麦克斯韦的光辉名字将永远镌刻在经典物理学家的门扉上，永放光芒。
从生地来说，他属于爱丁堡；从个性来说，他属于剑桥大学；从功绩来说，他属于全世界。
”经典物理学大师—麦克斯韦麦克斯韦的突出贡献麦克斯韦（James Clerk Maxwell 1831--1879)英国物理学家、数学家。
1831年6月13日生于苏格兰-爱丁堡的一户名门望族。
父亲约翰·克拉克·麦克斯韦的职业是律师，但他的主要兴趣却是在制作各种机械和研究科学问题，他这种对科学技术的强烈爱好，对麦克斯韦一生有深刻的影响。
8岁时，母亲去世，麦克斯韦在父亲的诱导下学习科学。
10岁进入爱丁堡中学， 14岁在中学时期就发表了第一篇科学论文《论卵形曲线的机械画法》，反映了他在几何和代数方面的丰富知识。
16岁进入爱丁堡大学学习物理，三年后，即1850年，他转入剑桥大学三一学院研习数学，正是在剑桥学习期间，为他打下了扎实的数学基础，为他尔后把数学分析和实验研究紧密结合创造了条件。
麦克斯韦电磁理论
麦克斯韦电磁理论
麦克斯韦电磁理论，是基于麦克斯韦在1873年提出的电磁学基本原理，由物理学家爱因斯坦和其他物理学家在20世纪上半叶发展而来的。
该理论的基础是开始的特殊相对性原理，但在提出特殊相对性原理的19世纪末，爱因斯坦就想把该原理扩展为一般相对性原理。
后来，爱因斯坦将麦克斯韦的电磁学原理引入相对论体系，使之成为一条完整的物理学理论。
麦克斯韦电磁理论的基本思想是：空间与时间应该被视为一体，构成一个叫做"空间-时间"的统一体，由一个叫做变换群的方程组统一描述，并且这些变换群在空间中不变，只在时间上有变化。
由于变换群在空间和时间之间是相同的，因此一个在空间中的测量，在时间中也将有同样的测量结果。
除此之外，麦克斯韦电磁理论还提出了一系列的观点，例如：“在空间-时间的一体性中，空间和时间的尺度因子必须相等，而这尺度因子等于光的速度，这就要求物理量的尺度改变，以保持物理的同质性，以及由于物理量的变化而使物理规律发生变化，这就是相对论的内容。
”还有，电磁场也在麦克斯韦电磁理论中得到了描述，即电磁场也是空间-时间四维微结构中的一部分。
总之，麦克斯韦电磁理论是一个认知深刻、内容丰富的物理理论，它以爱因斯坦的特殊相对性原理为基础，试图将更多的物理现象纳入相对论的体系，提供了更加深入的物理学解释，而这也是它最为重要的特点所在。
大学物理第12章 电磁感应和麦克斯韦电磁理论
计算
m
i >0，说明 i 与回路假设的绕行方向相同 i <0，说明 i 与回路假设的绕行方向相反
22
[例1] 一螺绕环，截面积S=210-3m2，单位长度上匝数
n＝5000匝/m。在环上有一匝数N＝5的线圈M，电阻
R=2，如图。调节可变电阻使通过螺绕环的电流I 每 秒降低20A。求(1)线圈M 中产生的感应电动势 i和感 应电流Ii；(2)求2秒内通过线圈M 的感应电量qi 。
2. 导体不动，磁场随时间变化 感应电动势 动生电动势
感生电动势
产生原因、 规律不相同 都遵从电磁感应定律
27
1. 动生电动势
动生电动势是由于导 体或导体回路在恒定磁场 中运动而产生的电动势。
典型装置 导线 ab在磁场中运动电 动势怎么计算？
a
v
l
中学：单位时间内切割磁感应线的条数
磁棒插入线圈回路时，线圈中感应电流 产生的磁场阻碍磁棒插入，若继续插入则须 克服磁场力作功。感应电流所释放出焦耳热，
S
N
v
是插入磁棒的机械能转化来的。
ε
20
楞次定律是能量 守恒定律的一种表现.
+ B
+
+ +
+ +
+ +
+ + + + + + + +
+ + + + + +
+ Fm +
机械能
M
23
解:(1)由安培环路定律
B 0 nI
通过线圈M的全磁通
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电磁学——迈向电磁理论的统一1873年，英国物理学家麦克斯韦的所著的《电磁学》出版，在这部著作中，麦克斯韦全面地总结并发展了19世纪中叶以前，以法拉第和高斯为代表的科学家在电磁领域研究中所取得的成果，他以严格的数学方法形成了在理论上的系统化，从而建立起严密的经典电磁理论体系。
将各种现象统一起来的思考
进入19世纪下半叶，尽管科学技术发展迅速，然而关于电磁学的理论还未能达成我们今天所看到的这样统一的状态。
当时的情况正如革命导师恩格斯所描述的那样，“在电学中，只有一堆陈旧的，不可靠的，既没有最后证实也没有最后推翻的实验所凑成的杂乱的东西，只有许多孤立的学者在黑暗中胡乱摸索，从事毫无联系的研究和实验，他们像一群游牧的骑者一样，分散地向未知的领域进攻。
……电学还处于这种支离破碎的状态，暂时还不能建立起一种无所不包的理论……”①
的确，尽管像电素和磁素这样一类不可称量的流体的概念已经发生了动摇，但人们还未能像今天这样彻底地从中挣脱出来，在取得显著进步的电化学方面“接触说”和“化学说”的争论也还尚未得出结果，充满片面性的议论仍然横行无忌。
遵循牛顿力学的形式，从库仑定律开始，在毕奥和萨伐尔定律等电磁定律中，关于电流或磁极间的相互作用问题，存在着一种超距作用的解释，但对这种超距作用机制的研究却处于空白状态。
在上述背景当中，瞩目于各种自然力的相互作用，法拉第首先考虑在相互作用物体之间的介质当中，使用有物理性质的“力线”将两者连接起来。
继承法拉第的这一思想，麦克斯韦在统一把握电磁理论方面迈出了具有决定意义的一大步。
尽管所说的统一把握电磁理论的思想，也受到当时认识的一定局限，但它毕竟是向前迈出了一大步。
麦克斯韦针对当时电学领域中各种理论之间缺乏相关性的批判，以及同法拉第一样注重用统一性观点看待自然界中诸现象的立场，无疑应当首先引起注意。
展露才华的少年
说来也凑巧，麦克斯韦（James Clerl Maxwell，1831－1879）刚好出生于法拉第发现了电磁感应的那一年，也就是1831年。
所不同的是，麦克斯韦的家境要比法拉第优裕得多。
麦克斯韦出生于苏格兰的邓弗里希尔庄园，他的父亲属于那里的知识阶层。
麦克斯韦的童年教育是在母亲的精心呵护下完成的。
从少年时起麦克斯韦就在数学方面表现出杰出的才能。
13岁那年他获得了一年一度的数学奖，其后他父亲带他去参加爱丁堡皇家学会的各种学术活动。
14岁时麦克斯韦发现了构成椭圆的新的数学方法．次年他的处女作论文提交给爱丁堡皇家学会。
16岁的时候，麦克斯韦便进入爱丁堡大学，在该校三年的学习生涯中发展了他的数学技能。
后来麦克斯韦又转到剑桥去读书，1854年毕业，以优秀的成绩获得荣誉学位考试第二名。
麦克斯韦留校，被选为三一学院研究员，这时他只有24岁。
麦克斯韦以后又在苏格兰和伦敦担任教职。
他一生最为重要并值得在科学史上特书一笔的职务，是他回到剑桥担任卡文迪许实验室第一位主任教授。
从法拉第的研究出发
麦克斯韦的研究工作最初是流体力学和颜色理论，在气体运动论方面他的贡献也引人注目。
关于电磁学的研究，他在开尔文勋爵的指导下，先从阅读法拉第的《电的实验研究》开始。
法拉第的论文中未包含任何数学公式，而麦克斯韦首先着眼于寻求其中数学方法的研究。
由于这个原因，从1855年12月开始的电磁学研究工作，麦克斯韦发表的最早的电磁学论文
的题目便是《关于法拉第的力线》。
这篇论文正如标题所体现出来的那样，讨论的是关于法拉第的力线的数学表达问题。
在这里，麦克斯韦将法拉第的力线考虑成不可压缩的流体的运动的流线。
麦克斯韦在这篇论文中未能将所有法拉第的物理模型同自己的数学模型对应起来，而仅仅是试图用数学语言去直接描述法拉第的某些物理概念。
因而麦克斯韦未能超越法拉第的工作问到达新的阶段。
扩展以往的电流概念
1861年到1862年，麦克斯韦发表了他的第二篇论文《关于物理上的力线》。
与第一篇论文相关，这篇论文进一步讨论了介质结构的模拟问题。
结论是将介质中弹性应变的产生看作是静电力所导致的结果，并进而将感应物体中的电荷的位移看作是同电流等价，由此引入了著名的“位移电流”的概念。
毫无疑问，这样一来就扩展了以往的电流概念。
通过引进位移电流的概念，使理论获得了重大的新进展。
即，如果将感应物体中电荷的运动看作是同以往电流同质的现象，那么电力线和磁力线的相互作用在充满绝缘体和真空的以太中也能够存在。
即在介质中的某一点所产生的带电粒子的振动，一定能够通过介质进行传播，这就是麦克斯韦的电磁波。
就这样，麦克斯韦又计算了电磁波的传播速度，并进一步考虑到光的介质同电磁波的介质是同一事物。
在这篇论文中，麦克斯韦的工作已经超越了法拉第，达到了一个新的高度。
1864年，麦克斯韦又发表了他的第三篇论文，题目是《电磁场的动力学理论》。
在这里，他舍去了所有在到达电磁波概念的过程中的关于介质结构概念的议论，而从著名的麦克斯韦方程组出发，以演义的方式展开了他的理论。
麦克斯韦本人也显得信心十足，他称自己的理论为“电磁场的理论”。
《电磁学》的出版
麦克斯韦的《电磁学）（Treatise on Eect。
ity and Mptism一书于1873年由牛津大学出版。
后经过修订在1881至1891年的10年间又出了第二版和第三版。
全书分为两卷，由四大篇构成。
第一篇包括13章，系统地阐述了静电学的理论和实验验证。
第二篇包括12章，阐述了稳恒电流的基本规律和物质导电理论。
第三篇包括8章，论述了静态磁场的基本理论和物质的磁化特性。
第四篇包括23章，阐述的是电现象和磁现象之间的内在关系。
第四篇是全书中最重要的部分，麦克斯韦在此全面展开地论述了自己的研究成果。
这就是将全部电磁现象所服从的规律概括为一组基本方程，这就是为我们所熟知的麦克斯韦方程组。
从这组方程出发，麦克斯韦推导出电磁扰动会以有限的速度在煤质中传播的重要结论，从而预言了电磁波的存在。
他还断定了光也是一种电磁波，并建立了光的电磁波理论。
他的所有这些推断，都为被后来的科学实验所陆续证实。
遗憾的是麦克斯韦的理论在当时并未被Array人们所立刻接受。
这多少也归因于麦克斯韦理
论在数学上的复杂难解；再加上麦克斯韦本人
对诸如电分解一类概念的说明也存在着暧昧
的地方；但更重要的原因还应从当时物理理论
所达到的高度这一背景当中去寻找。
麦克斯韦
的电磁场概念同我们今天所使用的概念不同，
它被作为在特殊场合下，包含以太在内的电介
质的某种力学状态来看待。
而事实上，麦克斯
麦克斯韦的手稿
韦的理论若想作为将电磁理论系统化的理论
而获得承认，理论自身就必须从束缚着自己的当时的种种制约中挣脱出来，而达到这一点，
则又必须在构成新电磁学基础的实验方面去努力寻求新的发现。
无论如何，在《电磁学》书中，麦克斯韦全面地归纳井发展了19世纪中叶以前，以法拉第和高斯为代表的科学家们在电磁领域的研究中所取得的成果。
麦克斯韦以严格的数学方法达成了在理论上的系统化，从而建立起了严密的经典电磁理论体系。
尤其是麦克斯韦基本方程，至今仍被看作是经典电磁理论的基础。
①恩格斯：《自然辩证法》，第95～96，人民出版社，1972年。