麦克斯韦电磁场理论的诞生历程
物理学的革命——麦克斯韦电磁场理论的建立
物理学的革命——麦克斯韦电磁场理论的建立科学理论，是人类智慧活动最璀璨的结晶。
一项重大的科学发现，往往不是一个人、一代人所能完成的，需要许多人甚至几代人的共同努力。
电磁理论的构建和统一就是一场伟大的接力跑。
法拉第的力线思想电荷之间、磁极之间及电流元之间的相互作用，跟质点之间的万有引力一样，都不是接触力，而且同样遵守着“力的大小与距离平方成反比的规律”（简称平方反比律），就像四个孪生兄弟一样。
对于万有引力，牛顿认为，物体间的相互吸引力的传递，是不需要通过任何介质、不需要时间。
在电磁学的发展过程中，许多著名的物理学家如富兰克林、库仑、安培也认为电荷间的相互作用是超距的。
法拉第研究了电介质对电力作用的影响，认识到这一影响表明电力不可能是超距作用。
而是通过电介质状态的变化进行作用传递，即使没有电介质，空间也会产生某种变化。
他从广泛的实验研究中提出：电荷和磁体周围并不是空无一物，而是存在着一种由电荷和磁体本身产生的连续的介质，通过这种介质传递着电磁相互作用。
法拉第把这种看不见、摸不着的介质称为场。
迈克尔·法拉第（Michael Faraday，1791年9月22日～1867年8月25日），英国物理学家、化学家法拉第这种深邃的物理思想，未能用数学形式表达，但是他凭借着丰富的想象力，构想出“力线”这种形象化的表示方法。
他认为电荷和磁极周围的空间充满了力线，靠力线（包括电力线和磁力线）将电荷（或磁极）联系在一起。
力线就像是从电荷（或磁极）发出，又落到电荷（或磁极）的一根根橡皮筋一样。
W.汤姆生这样评价道：“在法拉第的许多贡献中，最伟大的一个就是力线概念了，我想借助它就可以把电场和磁场的许多性质以最简单而极富启发性地表示出来”。
等量异种电荷的电场线条形磁铁周围的磁感线法拉第的力线思想实际上就是场的观念，场观念是牛顿时代以来在物理学概念、基础理论方面最重要的变革，它打破了当时传统的超距作用的观念，把近距媒介作用的观念引进了物理学，对于电磁学及整个物理学的发展都产生了深远的影响。
电磁场与电磁波的历史与发展
电磁场与电磁波的历史与发展一、历史的前奏静磁现象和静电现象：公元前6、7世纪发现了磁石吸铁、磁石指南以及摩擦生电等现象。
1600年英国医生吉尔伯特发表了《论磁、磁体和地球作为一个巨大的磁体》的论文。
使磁学从经验转变为科学。
书中他也记载了电学方面的研究。
静电现象的研究要困难得多，因为一直没有找到恰当的方式来产生稳定的静电和对静电进行测量。
只有等到发明了摩擦起电机，才有可能对电现象进行系统的研究，这时人类才开始对电有初步认识。
1785年库仑公布了用扭秤实验得到电力的平方反比定律，使电学和磁学进入了定量研究的阶段。
1780年，伽伐尼发现动物电，1800年伏打发明电堆，使稳恒电流的产生有了可能，电学由静电走向动电，导致1820年奥斯特发现电流的磁效应。
于是，电学与磁学彼此隔绝的情况有了突破，开始了电磁学的新阶段。
19世纪二、三十年代成了电磁学大发展的时期。
首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培，他在得知奥斯特发现之后，重复了奥斯特的实验，提出了右手定则，并用电流绕地球内部流动解释地磁的起因。
接着他研究了载流导线之间的相互作用，建立了电流元之间的相互作用规律——安培定律。
与此同时，比奥 沙伐定律也得到发现。
英国物理学家法拉第对电磁学的贡献尤为突出。
1831年发现电磁感应现象，进一步证实了电现象与磁现象的统一性。
法拉第坚信电磁的近距作用，认为物质之间的电力和磁力都需要由媒介传递，媒介就是电场和磁场。
电流磁效应的发现，使电流的测量成为可能。
1826年欧姆(Georg Simon Ohm，1784—1854)因而确定了电路的基本规律——欧姆定律。
及至1865年，麦克斯韦把法拉第的电磁近距作用思想和安培开创的电动力学规律结合在一起，用一套方程组概括电磁规律，建立了电磁场理论，预测了光的电磁性质，终于实现了物理学史上第二次理论大综合。
爱因斯坦在纪念麦克斯韦100周年的文集中写道：“自从牛顿奠定理论物理学的基础以来，物理学的公理基础的最伟大的变革，是由法拉第和麦克斯韦在电磁现象方面的工作所引起的”。
麦克斯韦电磁场理论的诞生历程
麦克斯韦电磁场理论的诞生历程柴XX（理学院光信息科学与技术1002班学号XXX）摘要：1855年至1865年，麦克斯韦在全面地审视了库仑定律、毕奥—萨伐尔定律和法拉第定律的基础上，把数学分析方法带进了电磁学的研究领域，由此导致麦克斯韦电磁理论的诞生。
关键词：麦克斯韦、电磁理论、诞生引言电磁场理论的发展经历了三次飞跃：一是库仑定律的建立，二是运动电荷磁效应的发现，三是变化着的电场和磁场的内在联系的假设。
根据一些互不相关适用范围各不相同的实验定律（库仑定律、毕一萨定律和电磁感应定律），能否扩展为一组有内在联系的普遍成立的、能对电磁现象作出统一描述的数学理论体系，这是摆在当时物理学界的一大问题。
法拉第为此走出了坚定的第一步，紧接着麦克斯韦迈开了关键性的第二步。
一、法拉第的奠基法拉第坚信电磁作用是一种近距作用，他为此提出的力线、场观念具有极其深奥的物理思想。
描述场的力线、力管虽是一种定性理论，却为建立电磁学的数学理论提供了物理依据。
场观念是物理学中一个全新的观念，一个开创性见解，是对超距作用观点的挑战，其价值要比电磁感应定律的发现高出许多倍。
它暗示电磁理论和力学理论在方法论和数学结构上会有极大的差异：力学对质点的描述仅仅涉及到整个电磁场空间。
从超距作用过渡到以场为基本变量，以致使电磁理论成为一个时代的场理论。
一门真正的科学理论应该是定量的。
由于数学的准确性、抽象性、广泛性，早已成为物理学的亲密朋友。
用数学语言精确表述创造性科学思想，深刻揭示自然规律，是科学发展的要求，也是科学成熟的重要标志。
物理学家一要善于提出反映事物本质的物理观念，二要善于将物理问题转化成为数学问题，并用恰当方法求解，三要善于透过数学结果看出隐藏其后的新的物理思想。
法拉第借用力线把场的许多性质用简单而又极富启发性地表示出来了。
但终因缺乏数学功底，苦于无法用恰当的数学语言来精确描述，不能更深刻地揭示电磁现象的内在规律性。
但深奥的力线、场思想都鼓舞着麦克斯韦接过法拉第的火炬继续向前跑。
麦克斯韦电磁场理论
麦克斯韦电磁场理论
麦克斯韦电磁场理论是关于电磁学的基本理论之一，由苏
格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于19世纪提出。
该
理论描述了电磁场的本质、电磁波的传播和电磁相互作用
的规律。
根据麦克斯韦电磁场理论，电磁场由电场和磁场组成，它
们是彼此相互关联的。
电场是由电荷引起的空间中的场，
磁场则是由电流引起的空间中的场。
通过麦克斯韦方程组，可以描述电磁场的行为。
麦克斯韦方程组包括四个方程，分别是：
1. 高斯定律：描述电场与电荷的关系，即电场线通过任意
闭合曲面的总面积是电荷的代数和的1/ε₀倍，其中ε₀是真
空介电常数。
2. 安培定律：描述磁场与电流的关系，即磁场线通过任意
闭合曲面的总环路是电流的代数和的μ₀倍，其中μ₀是真空磁导率。
3. 法拉第电磁感应定律：描述磁场变化引起的电场感应现象，即磁场变化率和曲面上的电场感应的环路积分成正比。
4. 麦克斯韦-安匹尔电磁感应定律：描述电场变化引起的磁场感应现象，即电场变化率和曲面上的磁场感应的环路积
分成正比。
这四个方程完整地描述了电场和磁场的行为，并且可以推
导出电磁波的存在和传播。
麦克斯韦电磁场理论在电磁学
的研究和应用中起到了重要的作用，被广泛应用于电子技术、通信、光学等领域。
电磁场理论的发展史
电磁场理论的发展史LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】电磁场理论发展史引言载法拉弟发现电磁感应现象的那一年，英国诞生了一位伟大的科学家——麦克斯韦，他因创立电磁场理论而成为十九世纪最伟大的物理学家．麦克斯韦创立电磁场理论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。
一、历史的前奏在麦克斯韦以前，解释电磁相互作用有两种相互对立的观点．一种是超距作用学说．即在研究两个电荷之间相互作用力时，忽略中介空间的作用，电荷会超越空间距离而互相作用，库仑、韦伯、安培等人都是主张用超距作用学说来解释电磁相互作用的．这种学说当时拥有数学基础．另一种是媒递作用学说．认为空间有一种能传递电力的媒质（称作以太）存在，电荷间通过媒质互相作用．法拉弟通过实验揭露了空间媒质的重要作用，他认为在空间媒质中充满了电力线，即通过场来传递，但媒递作用学说还没有数学基础，不易被人接受．也使其发展受到了阻碍．麦克斯韦功绩就在于建立了电磁场理论并促进了它的发展．他中学时曾在数学和诗歌比赛中获第一名，这显示了他的数学才华与丰富的想象力方面的潜力．他年轻时曾读过法拉弟的《电学实验研究》，对法拉弟的物理思想（如电力线和场的思想）十分推崇，同时也发现了它的弱点．麦克斯韦对电磁相互作用的超距观点早就表示“不能接受即时传播的思想”，在法拉弟的物理思想影响下，他决心“为法拉弟的场概念提供数学方法的基础”．二、麦克斯韦创立电磁场理论麦克斯韦创立电磁场理论可分为三个阶段：第一阶段，统一已知电磁定律麦克斯韦于1856年发表了他的第一篇论文《论法拉弟的力线》，在这篇文章中，他试图用数学语言精确地表述法拉弟的力线概念，他采用数学推论与物理类比相结合的方法，以假想流体的力学模型去模拟电磁现象．他说：“借助于这种类比，我试图以一种方便的和易于处理的形式为研究电现象提供必要的数学观念”他的目标是想据此统一已知的电磁学定律．麦克斯韦为达到此目的，他运用了“建立力学模型——引出基本公式——进行数学引伸推导”的解决科学问题的思路和方法．第一步，建立力学模型首先运用类比方法，麦克斯韦把电磁现象和力学现象做了类比，认为可以建立一种不可压缩流体的力学模型来模拟电磁现象．这种流体模型为：一是没有惯性，因而也就没有质量；二是不可压缩；三是可以从无产生，又可消失．显然这是一种假设理想流体．麦克斯韦在这篇文章中写道：“我企图把一个在空间画力线的清楚概念摆在一个几何学家的面前，并利用一个流体的流线的概念，说明如何画出这些流线来”“力线的切线方向就是电场力的方向，力线的密度表示电场力的大小”．他企图阐明电力线和电力线所在空间之间的几何关系．他还试图通过类比凭借已知的力学公式推导出电磁学公式，寻求这两种不同的现象在数学形式上的类似．第二步，引出基本公式早在1842年，W·汤姆逊就曾把拉普拉斯的势函数的二阶微分方程，普遍用于热、电和磁的运动，建立了这三种相似现象的数学联系．1847年，他又在不可压缩流体的流线连续性基础上，论述了电磁现象和流体力学现象的共同性．麦克斯韦正是吸收了W·汤姆逊这种类比方法，把它发展成为研究各种力线的重要工具．例如麦克斯韦把电学中的势等效于流电势麦克斯韦据此方式相继推导出了静电磁场、稳恒电磁场以至瞬变电磁场的基本公式．其中最重要的一个就是电场的泊松方程：2V=－4πρ (2)式中V为电势，ρ为自由电荷密度．第三步，进行数学引伸根据电场的泊松公式可直接写出稳恒电磁场的两个基本方程：(ε0E)= ·D=4πρ? (3)▽B=0? (4)对于瞬变电场，麦克斯韦类比了力学中的惯性力公式，从假想流体的由此推出磁场产生电场的公式：结合电场的泊松公式，可得运动电荷产生磁场的公式：× =4πj (6)在上述公式中，式(3)说明了静电场的性质（是一种无旋场）；式(4)说明了磁场的性质（是一种涡旋场）；式(5)说明了电场可以由随时间变化的磁场产生；式(6)说明了磁场可以由运动的电荷产生．从(3)、(4)、(5)、(6)方程看，这已基本具备了麦克斯韦方程组的雏形，只是未列入位移电流．第二阶段，提出位移电流概念麦克斯韦在完成了统一已知电磁学定律的第一阶段工作后，又投入到第二阶段工作中．他于1862年发表了具有决定意义的论文《论物理学的力线》．麦克斯韦在这篇着作中，突破了法拉弟的电磁观念，创造性地提出了自己理论的核心部分——位移电流的概念．在这一工作中，他一方面结合数学推论以逻辑手段揭示了旧电磁理论的内在矛盾，另一方面则构造了一个与以前的流体力学模型不同的、新的电磁以太模型．麦克斯韦按照电磁学和动力学的类比关系发现，交变电流通过含有电容器的电路时，按照原有的认识，由于电荷不能在电容器极板之间移动，因此传导电流将中断，这同实际电流的连续性发生矛盾．而且如果电流仅限于导体，电磁场也就失去了意义．为了解决这些矛盾，他依据电磁学与动力学的类比关系和电磁现象的对称性，认为在交变电流电路中，电容器一个极板上变化的电场会引起感生磁场，变化的磁场又会在电容器的另一极板上引起感生电场，产生交变电流，故变化电场的作用就相当于传送电流，但它不是电荷的传导，而是电荷的位移．这样麦克斯韦就在无导体存在的磁场中引入了“位移电流”的概念．这样位移电流和传导电流迭加起来在电容电路中的总流线是闭合的．位移电流概念的引入，是麦克斯韦理论的关节点，也是他的重大发现，即发现了电场变化激发磁场变化的现象．而法拉弟的电磁感应定律，是说明磁场变化激发电场的现象．这样，一个变化的电场和磁场以对称的形式联系起来，是法拉弟电生磁、磁生电思想的精确化和完善化．为了在电磁场中形象地勾勒出位移电流的形状，必须给它塑造一个模型．麦克斯韦说：“电解质被电流带动在固定方向上的迁移和偏振光受到磁力作用在固定方向上旋转，就是曾经启发我把磁考虑为一种旋转现象而把电流当作平移现象的事实．”麦克斯韦根据这两个基本条件假设电磁场介质中充满着涡旋分子（在真空中则是涡旋以太），在这些涡旋分子之间夹着许多小的电粒子．涡旋轴代表磁力线的方向，涡旋旋转速度表示磁场强度的大小．在两个同向旋转的分子中间的电粒子起着隋性轮的作用，这些电粒子只会转动而不会产生平移；在两个旋转方向的分子间，电粒子不发生转动而产生平动，从而形成电流．如右图，六方形表示涡旋分子，小圆圈表示电粒子，磁场方向由“＋”“－”表示．“＋”表示磁场穿出纸面，“－”穿入纸面．放在A→B 线上形成了位移电流．麦克斯韦从这个涡旋模型出发，利用它进行唯象的思考，从物理意义一项，实现玻恩所说的“数学上的完美”．麦克斯韦进一步以位移电流的概念为物理基础，根据力学定律进行数学模拟，以弹性力学中的力、粒子流密度、及对旋涡转速的影响分别模拟电场强度、传导电流和磁场强度，从而建立起全电流的电磁场方程：第三阶段，揭示电磁场动力学本质1864年，麦克斯韦又发表了第三篇着名的论文《电磁场的动力理论》．在这篇论文中，麦克斯韦舍弃了他原来提出的力学模型而完全转向场论的观点，并明确论述了光现象和电磁现象的统一性，奠定了光的电磁理论的基础．麦克斯韦首先谈到由于电磁相互作用不仅与距离有关，而且依赖于相对速度，不应以超距作用为出发点．他仍然假设产生电磁现象的作用力是同样在空间媒质中和在电磁物质中进行的，在真空中有以太媒质存在，这种以太媒质弥漫整个空间，渗透物体内部，具有能量密度，并能够以有限速度传播电磁作用．麦克斯韦借助于以太媒质这种力学图象来描述真空场的概念，把以太媒质作为介电常数ε=1（真空场）的“电介质”．当电介质极化时，在分子范围内发生微观电荷移动的现象，这种微观电荷移动产生一种瞬息电流．他假设在真空中，由于以太媒质的存在，电场变化时同样也有位移电流出现．位移电流和传导电流一样，也按照毕奥——萨伐尔定律的规律产生磁场．位移电流和传导电流叠加起来的总电流（即全电流）线是闭合的．在真空位移电流概念的基础上，麦克斯韦建立了由二十个分量方程组成的电磁场方程组．麦克斯韦还采用拉格朗日与哈密顿的数学方法，推导出电磁场的波动方程．方程表明，电场和磁场以波动形式传播，二者相互垂直并都垂直于传播方向．若在空间某一区域中的电场发生了变化，在它邻近的区域就会产生变化的磁场；这个变化的磁场又会在较远的区域产生变化的电场，变化的电场与变化的磁场不断相互产生，就会以波的形式在空间散开，即以波的形式传播，称为电磁波．电场与磁场具有不可分割的联系，是一个整体，即电磁场．在麦克斯韦推出的方程中，他引入了一个电磁场能量方程，他指出，在超距作用理论中，能量只能存在于带电体、电路和磁体中，而根据新的理论，能量则存在于电磁场和这些物体中．这样，能量就被定域于整个电磁场空间，从而深刻地揭示了电磁场的物质实在性．它同时还说明了电磁波就是能量的传播过程．从平面电磁波的定量研究中，麦克斯韦证明了决定电磁波传播速度的“弹性模量”与电介质的性质相联系，“介质密度”与磁介质的性质相联系，从而求出了电磁波的传播速度公式，得到了与《论物理的力线》中相同的结论，即真空中电磁波的速度恰好等于光速，这使麦克斯韦得出了：“光是一种按照电磁定律在场内传播的电磁扰动”的结论．1868年，麦克斯韦发表了一篇论文《关于光的电磁理论》，明确地创立了光的电磁学说．他说：“光也是电磁波的一种，光是一种能看得见的电磁波．”这样，麦克斯韦就把原来相互独立的电、磁和光都统一起来了，成为十九世纪物理学上实现的一次重大理论综合．1873年麦克斯韦出版电磁理论的经典着作《论电和磁》在这部着作中，麦克斯韦对电磁理论作了全面系统和严密的论述，并从数学上证明了方程组解的唯一性，从而表明这个方程组是能够精确地反映电磁场的客观运动规律的完整理论．这样，经几代人的努力，电磁场理论的宏伟大厦终于建立起来了，从而实现了物理学史上的第二次理论大综合．三、麦克斯韦方程组的内容麦克斯韦在1864年发表的着名论文《电磁场的动力学理论》一文中提出了一套完整的方程组．他最先是以分量形式给出的，而且物理量的名称和符号都与现代采用的不一样．经后人加以整理，电磁场的方程得到进一步完善，形成如今称为麦克斯韦方程组的形式．1．麦克斯韦方程组的微分形式流密度．2．麦克斯韦方程组的积分形式三个描述介质性质的方程式．对于各向同性介质来说，有：=εrε0=μrμ0=σ式中εr，μr和σ分别是介质的相对介电常数相对磁导率和电导率．总结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。
电磁场理论：从麦克斯韦到现代
电磁场理论：从麦克斯韦到现代电磁场理论是物理学中的重要分支，它描述了电磁场的性质和行为。
从麦克斯韦提出电磁场方程组到现代电磁场理论的发展，我们见证了人类对电磁现象认识的不断深化和拓展。
本文将从麦克斯韦方程组的提出开始，逐步介绍电磁场理论的发展历程。
1. 麦克斯韦方程组的提出麦克斯韦方程组是电磁场理论的基础，它由麦克斯韦根据实验观测和理论推导提出。
麦克斯韦方程组包括四个方程：高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和麦克斯韦-安培定律。
这些方程描述了电场和磁场的生成、传播和相互作用。
2. 麦克斯韦方程组的物理意义麦克斯韦方程组揭示了电磁场的本质和规律。
高斯定律描述了电场的产生和分布，法拉第电磁感应定律说明了磁场的产生和变化，安培环路定律描述了磁场的传播和作用，麦克斯韦-安培定律则将电场和磁场联系在一起。
这些方程组成的理论框架为电磁现象的解释和应用提供了基础。
3. 麦克斯韦方程组的实验验证麦克斯韦方程组的提出并不仅仅是理论推导，它还需要通过实验验证。
许多科学家通过实验观测和测量，验证了麦克斯韦方程组的准确性和适用性。
例如，法拉第的电磁感应实验验证了法拉第电磁感应定律，奥斯特的磁场实验验证了安培环路定律。
这些实验证明了麦克斯韦方程组的正确性，并进一步巩固了电磁场理论的地位。
4. 电磁场理论的发展麦克斯韦方程组的提出奠定了电磁场理论的基础，但随着科学技术的进步和理论研究的深入，电磁场理论也在不断发展。
爱因斯坦的相对论将电磁场纳入了时空的统一框架，量子力学的发展使得我们对电磁场的微观行为有了更深入的认识。
现代电磁场理论已经超越了麦克斯韦方程组，涉及到更加复杂和深奥的领域，如量子电动力学和弦理论等。
5. 应用和意义电磁场理论的应用广泛而重要。
它不仅解释了电磁现象的本质，还为电磁波的传播、电磁感应、电磁辐射等提供了理论基础。
电磁场理论的发展也推动了科学技术的进步，如电磁波通信、电磁成像、电磁感应传感器等。
同时，电磁场理论也为其他学科的研究提供了重要的参考和支持，如光学、电子学、天文学等。
麦克斯韦与电磁场理论的创立
麦克斯韦与电磁场理论的创立摘要：麦克斯韦是科学史上最伟大的物理学家之一，他的电磁场理论被誉为19世纪的电磁学史上的一座丰碑，他不但将全部电磁现象所服从的规律概括为我们所熟知的麦克斯韦方程组，而且还预言了电磁波的存在。
他所完成的不朽著作《电磁场通论》，对当代物理学家甚至对以后几代物理学家来说都是一个伟大而又不易达到的丰碑。
同时，麦克斯韦对科学之外的远见卓识和物理学领域一样令人惊叹。
关键词：麦克斯韦麦克斯韦方程组电磁波《电磁场通论》Maxwell and The Creation of ElectromagneticField TheoryAbstract:The history of science Maxwell is one of the greatest physicist of his electromagnetic theory of electromagnetism known asthe 19th-century history of a monument, not only he will obey all thelaws of electromagnetic phenomena summarized as Maxwell's equationswe know group, but also predicted the existence of electromagnetic waves. Completed his monumental book "General Theory of Electromagnetic Fields", and even after several generations of contemporary physicists for physicists, is a great and easy to reach the monument. Meanwhile, Maxwell on the science of physics beyond thefield of vision and the same is amazing.Keywords: Maxwell Maxwell's equations Electromagnetic waves "General Theory of Electromagnetic Fields"目录1 引言 (3)2 麦克斯韦的初期经历 (3)3 划时代的三篇论文 (6)3.1论文的前期准备 (6)3.2《论法拉第的力线》的发表 (7)3.3《论物理力线》的发表——位移电流 (8)3.4《电磁场的动力学理论》 (9)4 格伦莱尔的悠闲与《电磁场通论》的出版 (10)4.1格伦莱尔的悠闲 (10)4.2 《电磁场通论》的创作 (11)5 麦克斯韦电磁理论对后世的影响 (12)结论 (13)致谢 (14)参考文献 (15)麦克斯韦与电磁场理论的创立一、引言:1820年4月，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，这标志着电磁学的开始；随后法国物理学家安培在奥斯特实验的基础上于1820年至1827年创立了超距论的电动力学；1831年，英国物理学家法拉第）发现电磁感应定律；1845年至1846年，德国物理学家纽曼和韦伯发展了安培的电动力学，创立了德国电动力学体系，在欧洲大陆风靡一时。
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。
麦克斯韦电磁场理论
F ( x, y, z ) lim
称为矢量场的散度。
S
F ( x, y, z ) dS V
V 0
散度是矢量通过包含该点的任意闭合小曲面的通量与曲面元
体积之比的极限。
•F = 0
•F = >0
•F = - <0
• 矢量的散度是空间坐标点的函数,描述空间各点的源分布。
二、矢量分析
1 、矢量场的通量与散度
1. 矢量线 概念：矢量线是这样的曲线，其上每一 点的切线方向代表了该点矢量场
M
F
的方向。 意义：形象直观地描述了矢量场的空间分
布状态。 矢量线方程：源自dr r r drO
矢量线
F ex Fx ey Fy ez Fz
dx dy dz Fx ( x, y, z ) Fy ( x, y, z ) Fz ( x, y, z )
4 赫兹的成功封顶
如果把电磁理论比作一座雄伟的高 楼，法拉第给它打下了坚实的地基，麦 克斯韦在上面建成了大厦。最后，是赫 兹让这座大厦住满了人。当然，实际上 不止 他们三人的功绩，然而，他们的工作的确具有划时代的意义， 他们的名字，永远和电磁理论一起，光照史册。
5 电磁理论结出累累硕果
自1888年赫兹用实验验证了电磁波的存 在之后六年，即 1894 年— 1896 年间， 意大利物理学家马可尼和俄国的波波夫 分别实现了无线电的传播和接收，这使 英国人惠斯通、德国人韦伯和美国人莫 尔所根 据电流的磁效应发明的电磁式电报机和有线电报，进一步发 展成为无线电通讯。除了无线电报，其它无线电通讯技术， 如雨后春笋般地接连涌现出来。 1906 年出现了无线电广播， 1911 年有了无线电导航， 1916 年有了无线电话， 1921 年 出现了短波通讯， 1923 年有了无线电传真。
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。
麦克斯韦建立电磁场理论的基本思考线索
麦克斯韦建立电磁场理论的基本思考线索是什么？
第一次飞跃（第一阶段）：1855~1856年，他发表了第一篇关于电磁理论的论文：《论法拉第的力线》。
在这篇论文中，采用数学推理和类比方法，用数学语言表述法拉第的力线概念。
他用不可压缩的流体的流线类比电场线，从而得到一个物理现象的几何图象。
并对电磁感应作出理论解释，他的目标是统一已知的电学和磁学定律。
第二次飞跃（第二阶段）：1861~1863年，他发表了《论物理的力线》的论文。
这时他已突破了仅靠几何上类比的方法，转用模型来建立假说。
他创造性地提出了两个重要的假设：位移电流和涡旋电场。
利用他构造的电磁以太模型，不仅说明法拉第磁感应的应力性质，还建立了主要电磁想象之间的联系，预言了电磁波的存在。
第三次飞跃（第三阶段）：1865年，他发表了《电磁场的动力学理论》的论文：全面论述了电磁场理论，提出了电磁场的普遍方程组，共20个方程，包含20个变量，后经赫兹和亥维赛的整理和约简，就成了经典电动力学主要基础的麦克斯韦方程组。
在这部著作中，他明确论述了光与电磁现象的同一性，奠定了光的电磁理论基础。
16.5麦克斯韦电磁场理论
二、位移电流（变化电场）产生的磁场。
H dl I S c I d
L
d D Ic S dt
D j dS dS S t
Id在激发磁场方面完全等效于Ic
Id所激发的磁场H(B)与其成右手螺旋关系：
D
jd
D 0 t
产生
涡旋磁场
如何提出？
一、 位移电流
H dl I j dS
L S
1.引入 在电容的充放电过程中： 以左极板边缘取为积分回路L， I 并以L为边界作曲面S1、S2。
S1
S2
C R
对S1面： H dl I 对S2面： H dl 0
？
结论：
无论是否有磁荷、磁流存在，麦克斯韦方程组 不受影响。它成为电磁场理论的基础，并经受了实 践的检验，已成为现代电子学、无线电学等学科的 理论基础。
3.洛仑兹力 电荷 激发电磁场 事物之间 方程组 电流 及电磁场内部运动的一面。 相互联系 相互制约 电磁场反过来对电荷有作用力。 电荷q在广义的电磁场中受力： F洛 qE qv B 对任何速度v 的带电粒子都成立！
1865 年麦克斯韦在总结前人工作的基础 上，提出完整的电磁场理论，他的主要贡献是 提出了“有旋电场”和“位移电流”两个假设， 从而预言了电磁波的存在，并计算出电磁波的 速度（即光速）.
c
1
0 0
( 真空中 )
1888 年赫兹的实验证实了他的预言, 麦克 斯韦理论奠定了经典动力学的基础，为无线电 技术和现代电子通讯技术发展开辟了广阔前景.
j // I
R
结论：在电容器中，Id总=I，极板中断的电流 由Id接替，保持电流的连续性。
麦克斯韦的电磁理论
麦克斯韦的电磁理论
1864年，爱尔兰科学家麦克斯韦（James Clerk Maxwell）颠覆了物理学的世界，发表了史上重要的论文《原理的大致解释》。
在这篇论文中，他提出了他的电磁学理论，打开了物理学世界的大门。
这一理论在几百年以来已经成为物理学界最为基本的基础理论。
他第一次把电磁学从机械学中抽出来，分析它们之间的关系，提出了电磁学的主要原理，开创了电磁学的新纪元，建立起一个完整的电磁学的理论框架。
麦克斯韦的电磁学理论建立在以电场和磁场为基础的特殊相对论框架上，是物理学史上最重要的理论之一，也是物理学家今天运用最多的理论之一。
首先，麦克斯韦提出了两个重要的假设。
一是电场和磁场可以以不同形式发出，比如电流源、磁流源等；二是电场和磁场之间存在一种互相作用（可能不存在介质），即磁场可以产生电场，电场也可以产生磁场，电磁学的重要原理就是这样的。
麦克斯韦的电磁学理论最重要的实际应用之一是量化传播，而他提出的“电磁波”理论是量化传播的重要基础，它预言了电波和磁波的存在，改变了物理学的历史。
除了量化传播外，按照麦克斯韦的电磁学理论，电磁场也可以实现能量传输，这种能量传输被称作电磁辐射，是人们现代日常生活中用得最多的能量传输方式之一，应用范围也最广泛。
此外，电磁学理论也是物理学家进行重离子体研究、粒子物理学
研究以及量子物理学研究的重要基础，是物理学家进行各种前沿研究的重要工具。
因此，麦克斯韦的电磁学理论既是物理学的基础理论，也是我们现代日常生活中重要的技术和科学基础，它对我们的社会发展起着非常重要的作用。
没有麦克斯韦的电磁学理论，我们无法说这个世界发展到今天，我们今天的世界完全不同于几百年前。
10麦克斯韦及其电磁场理论的创立
詹姆斯· 克拉克· 麦克斯韦 （1831～1879 ），英国物理学 家、数学家。科学史上，称牛 顿把天上和地上的运动规律统 一起来，是实现第一次大综合， 麦克斯韦把电、光统一起来， 是实现第二次大综合。经典电 动力学的创始人，统计物 理学的奠基人之一。麦克斯韦被普遍认为是对二十 世纪最有影响力的十九世纪物理学家。他对基础自 然科学的贡献仅次于牛顿、爱因斯坦。
3 卡文迪许实验室
卡文迪许实验室是英国剑桥大 学的物理实验室。剑桥大学建于 1209年，历史悠久，与牛律大学同 为英国的最高学府。剑桥大学的卡 文迪许实验室建于187l～1874年间 ，是当时剑桥大学的一位校长威廉 · 卡文迪许私人捐款兴建的。他是十八～十九世纪对 物理学和化学做出过巨大贡献的科学家亨利· 卡文迪 许的近亲。这个实验室就取名卡文迪许实验室，当时 用了捐款8450英镑，除去盖成一栋实验楼馆，还买了 一些仪器设备。
一、 麦克斯韦生平
麦克斯韦的父亲约翰是一名不随流 俗的机械设计师，他对麦克斯韦的 影响非常大。他是长老会教友，但 思路开阔，思想敏锐，讲求实际， 特别能干。家里的事情，不分巨细， 他都料理得很好。修缮房屋， 打扫庭院，给孩子们制做玩具，乃至裁剪衣服，他样 样都能胜任。1847年，麦克斯韦16岁，中学毕业，进 入爱丁堡大学学习。这里是苏格兰的最高学府。他是 班上年纪最小的学生，但考试成绩却总是名列前茅。 他在这里专攻数学物理，并且显示出非凡的才华。他 读书非常用功，但并非死读书，在学习之余他仍然写 诗，不知满足地读课外书，积累了相当广泛的知识。
3 卡文迪许实验室
实验室附有工厂，可以制作很 精密的仪器，麦克斯韦很重视科学 方法的训练，特别是科学史的研究 。例如：他用了几年的时间整理一 百年前H.卡文迪许有关电学实验 的论著，并带领大家重复和改进卡 文迪许做过的一些实验。有人不理 解他的想法，但是后来证明麦克斯韦是有远见的。同 时，卡文迪许实验室还进行了多项研究，例如：地磁 、电磁波速度、电气常数的精密测量、欧姆定律实验 、光谱实验、双轴晶体等等，这些工作起了为后人开 辟道路的作用。
麦克斯韦的电磁理论
麦克斯韦的电磁理论
麦克斯韦的电磁理论是在19世纪末20世纪初由美国物理学家柯布西
发展而来的一系列关于电磁场中电磁现象的假设和定律。
一、定义
麦克斯韦电磁理论：它是一系列关于电磁场中电磁现象的假设和定律。
二、四大定律
1、麦克斯韦定律：一个电流元件构成的三维电磁场和它的力线的发射
出的能量，与电流的平方成正比。
2、利斯勒定律：一个静态电磁场沿着力线的旋转方向定义电磁力的大小。
3、谢尔定律：以电磁耦合为中心扩散电磁波，是电磁波传播的原理。
4、弗里曼定律：运动电荷不断改变电磁场，这些电磁场反过来也会对
运动电荷造成力。
三、应用
1、电磁学应用：麦克斯韦电磁理论对电磁学领域有着广泛的应用，如
电磁计算机模拟，定向电磁成像，雷达等。
2、电气工程应用：它支持定向制造电机、发电机、电路设计、电动机
效率测量、变压器、传输和配电线路的工作等。
3、电子电路应用：它也被广泛使用来描述和分析模拟和数字电路中的
电磁现象，例如电容器、电感器、变压器和电路调节器。
4、无线电通信应用：麦克斯韦电磁理论被用来描述波导中的电磁性质，以及关于电磁波的发射、传播和接收的原理。
四、总结
麦克斯韦的电磁理论是一系列关于电磁场中电磁现象的假设和定律，
包括麦克斯韦定律、利斯勒定律、谢尔定律和弗里曼定律，它的应用
涉及电磁学、电气工程、电子电路和无线电通信等多个方面。
它不仅
可以用于理论研究，也可以用于实际应用。
麦克斯韦电磁理论已经成
为电磁领域里重要的基础理论，支撑着时下各领域对电磁现象的研究
和应用。
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
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。
12.5 麦克斯韦电磁场理论简介
12.5 麦克斯韦电磁场理论简介 麦克斯韦（1831－1879）英国物理学家 经典电磁理论的奠 基人， 气体动理论创始 人之一。 提出涡旋电场 和位移电流概念， 建立 了经典电磁理论，并预 言了以光速传播的电磁 波的存在。
大学物理 第三次修订本
1
第12章 电磁感应与电磁场
大学物理 第三次修订本
2
第12章 电磁感应与电磁场
问题的提出 在由电容器构成的放电回路中 由安培环路定理 S1
L
S2
R
H dl I
l
j dS
s
I
对曲面S1 对曲面S2
H dl I
l
H dl 0
l
矛 盾
在非稳恒电流的磁场中, 对同一环路积 分选取不同的曲面时，环流的值不同。
B
dΦe dt
A I
Φ e SD
S
d dt
4
大学物理 第三次修订本
第12章 电磁感应与电磁场
比较
jc
Ic S
d dt
d dt
dD dt
d dt
d D -
dΦe dt
S
d dt
I
+ + +j jc + D + c - dt
麦克斯韦引入位移电流 位移电流密度 位移电流强度
大学物理 第三次修订本
3
第12章 电磁感应与电磁场
一、 位移电流 设电容器的面积为S, 传导电流为 d d dq Ic
S
dt
dt
jc
dD
dt
在电容器放电时, 极板 上的 面电荷密度 与电位移 矢量相等, 并随时间变化。
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麦克斯韦电磁场理论的诞生历程
柴XX
（理学院光信息科学与技术1002班学号XXX）
摘要：1855年至1865年，麦克斯韦在全面地审视了库仑定律、毕奥—萨伐尔定律和法拉第定律的基础上，把数学分析方法带进了电磁学的研究领域，由此导致麦克斯韦电磁理论的诞生。
关键词：麦克斯韦、电磁理论、诞生
引言
电磁场理论的发展经历了三次飞跃：一是库仑定律的建立，二是运动电荷磁效应的发现，三是变化着的电场和磁场的内在联系的假设。
根据一些互不相关适用范围各不相同的实验定律（库仑定律、毕一萨定律和电磁感应定律），能否扩展为一组有内在联系的普遍成立的、能对电磁现象作出统一描述的数学理论体系，这是摆在当时物理学界的一大问题。
法拉第为此走出了坚定的第一步，紧接着麦克斯韦迈开了关键性的第二步。
一、法拉第的奠基
法拉第坚信电磁作用是一种近距作用，他为此提出的力线、场观念具有极其深奥的物理思想。
描述场的力线、力管虽是一种定性理论，却为建立电磁学的数学理论提供了物理依据。
场观念是物理学中一个全新的观念，一个开创性见解，是对超距作用观点的挑战，其价值要比电磁感应定律的发现高出许多倍。
它暗示电磁理论和力学理论在方法论和数学结构上会有极大的差异：力学对质点的描述仅仅涉及到整个电磁场空间。
从超距作用过渡到以场为基本变量，以致使电磁理论成为一个时代的场理论。
一门真正的科学理论应该是定量的。
由于数学的准确性、抽象性、广泛性，早已成为物理学的亲密朋友。
用数学语言精确表述创造性科学思想，深刻揭示自然规律，是科学发展的要求，也是科学成熟的重要标志。
物理学家一要善于提出反映事物本质的物理观念，二要善于将物理问题转化成为数学问题，并用恰当方法求解，三要善于透过数学结果看出隐藏其后的新的物理思想。
法拉第借用力线把场的许多性质用简单而又极富启发性地表示出来了。
但终因缺乏数学功底，苦于无法用恰当的数学语言来精确描述，不能更深刻地揭示电磁现象的内在规律性。
但深奥的力线、场思想都鼓舞着麦克斯韦接过法拉第的火炬继续向前跑。
二、麦克斯韦的努力与电磁场理论的诞生
麦克斯韦大学毕业不久，读到了法拉第的《电学实验研究》，就被法拉第闪光的科学思想吸引住了，决计以数学弥补其不足。
麦克斯韦受过良好教育，先在爱丁堡大学攻读数学、物理，后转入剑桥大学专攻数学，成绩优异。
受两位导师霍普金斯和斯托克斯的直接影响，他很重视数学和物理的结合，成为一位优秀的数学物理学家。
这一点对他日后完成电磁理论是至关重要的。
法拉第和麦克斯韦两个人都是很有胆识和极富想象力的。
一个是实验巨匠，长于物理直
觉；一个是理论天才，长于数学分析。
两人的互补结合，翻开了物理学历史上的新的一页。
这种富有成果的可贵的互补结合在物理学史上还可以找到：第谷和开普勒的结合，伽利略和牛顿的结合。
麦克斯韦对电磁理论的研究，可分为四个阶段。
（一）1855年发表论文《论法拉第力线》。
他利用类比方法，把电力线、磁力线比作流线。
从而可以把流体力学中的数学工具移植过来，采用通量、环流、散度、旋度等具有明确定义的量，来定量地描述抽象的电场、磁场在空间的变化情况。
就这样，在麦克斯韦手中，深奥的力线、场思想神奇般地用场论这种数学语言描述出来了，为法拉第粗豪形式的物理思想作了细致的数学“翻译”，使之定量化、精确化。
1860年秋，年轻的麦克斯韦特意去拜访了老资格的法拉第，这是一次难忘的会晤。
法拉第四年前曾注意到麦克斯韦《论法拉第力线》一文，也没有想到论文的作者这么年轻。
当麦克斯韦请他指出论文的缺点时，法拉第说：“您不应该停留于用数学来解释我的观点，而应该突破它！”这是多么宝贵的品质、崇高的人格啊！
突破和创新是科学研究的灵魂。
（二）1862年发表论文《论物理力线》。
在静电场、传导电流的基础上，扩充了电场、电流概念，独到地提出了涡旋电场、位移电流两个新观点。
从而改写了电磁感应定律，修正了磁场环路定理，在电磁理论研究上取得了关键性的突破。
变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场，如此交替激发下去，交变的电磁场就会以波的形式向空间散布开去。
麦克斯韦预感到有电磁波的存在。
（三）1864年宣读，1865年正式发表论文《电磁场的动力学理论》。
文中没有具体地设想和仔细地描述电磁作用的机制，而是直接根据电磁学实验和普遍原理，给出了电磁场的普遍方程组——麦克斯韦方程组。
由方程组得到了电磁波动方程和波在真空中的传播速度为光速C，从而寓言了电磁波的存在，并指出光是一种电磁波。
（四）1873年版专著《电磁学通论》。
对电磁学研做了系统的总结，其意义与牛顿的《自然哲学的数学原理》（1687年）和达尔文的《物种起源》（1859年）相比拟。
由于麦克斯韦电磁场理论显得艰深难懂，另一方面，也是更主要的是电磁波没有得到实验证实，造成电磁场理论问世后，在相当的时间里未能得到承认。
最初只有剑桥大学的一些青年物理学家支持它，许多人，包括一批很有威望的老科学家，对未经证明的新理论都抱着观望的态度。
尽管电磁场理论具有内在的完美性并和一切经验相符合。
但它的思想太不平常了，甚至像赫姆霍兹和玻尔兹曼这样异常才能的人，为了理解它也花了几年的力气。
麦克斯韦生活的后期充满了烦恼。
他的学说得不到理解，妻子又久病不愈，讲座和实验室工作还得继续进行。
过分的焦虑和劳累，过早地夺去了他的生命，1879年11月5日逝世时年仅49岁。
九年后，赫兹实验的成功震动了物理学界，才使电磁场理论取得了决定性的胜利，终于为人们普遍接受。
十分遗憾的是，麦克斯韦不能亲眼目睹这一壮观景象，享受那醉心甜蜜的欢乐。
电磁理论是一座雄伟壮丽的大厦。
法拉第给它打下了坚实的地基，麦克斯韦在上面建造了高楼，赫兹让这座大厦注满了人。
法拉第——麦克斯韦——赫兹的名字，永远和电磁理论连在一起，光照人间!
[参考文献]
[1].陈熙谍等,《Maxwell电磁理论的建立和它的启迪》,大学物理,第10，11期，1986
[2].徐在新，密子宏,《从法拉第到麦克斯韦》,科学出版社,1986。