电磁场与电磁波第二章思路

静电场和稳恒磁场是一对对应关系。他们同为矢量场。所以，研究他们都从他们的散度和旋度开始。然后对于静电场，其基本公式就是库伦定理，然后在研究其散度的时候可以引入高斯定理，方便对于静电场的分析。在进行散度分析的时候，我们发现，电场强度的散度等于此点的电荷密度除以真空介电常数，这正是高斯定理，其物理意义说明了通量和源的关系。这是极好的。然而，对于静电场来说，其场源就是电荷，但是对于稳恒磁场，其场源并不是那么的直观，所以，我们由安培力定律和毕奥-萨伐尔定律，解释了稳恒磁场的来源，并为磁场在介质中的传播特性奠定了基础。像这些式子，对于毕奥定律，确定的某个电流元（扩展为电流面，电流体）产生的稳恒磁场的分布，所以只能针对一些较为简单的载流体。同理，对于稳恒磁场，我们的分析基础是毕奥定理，以此为起点，来分析其散度和旋度。经过计算，发现恒定磁场的散度为0，则我们可以说，稳恒磁场为无源场，然而其旋度确定有特定的性质，其值为真空磁介质常数与平面内电流密度的积分，这也正是安培环路定律。对于这些规律，如果利用积分式，非常方便的是理解以及数学的推导计算。然而，微分形式却可以更方便的扩展，比如，在真空中的情况扩展到在介质中的情况，进而可以顺理成章的推导出介质中的高斯定理以及介质中的安培环路定律，进而引出D和H变量。这样，我们就可以把整个静态磁场的知识点都联系起来。至于法拉第电磁感应定律以及之前的楞次定律，描述的就是时变的电磁场。最主要的是，稳恒磁场和静电场都是相互独立的，即并不能相互激发，显然，这并不能解释的电磁波的事实，所以，法

拉第的电磁感应定律说明了时变磁场可以产生电场，Maxwell方程则完美的解释了磁电相互激励，从理论上描述了电磁波，奠定了这个学科的基础。这也是第二章整个的脉络。