麦克斯韦方程

麦克斯韦方程
麦克斯韦方程组（Maxwell's elements，英文：Maxwell's elements）是英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在19世纪建立的描述电场、磁场、电荷密度和电流密度之间关系的偏微分方程组。

它由四个方程组成：描述电荷如何产生电场的高斯定律，讨论磁单极子不存在的高斯磁定律，描述电流和时变电场如何产生磁场的麦克斯韦-安培定律，法拉第感应定律描述了时变磁场是如何产生电场的。

根据麦克斯韦方程组，我们可以推断电磁波在真空中以光速传播，并由此推测光是电磁波。

麦克斯韦方程和洛伦兹力方程是经典电磁学的基本方程。

从这些基本方程的相关理论出发，阐述了现代电力技术和电子技术的发展。

1865年，麦克斯韦的原始方程由20个方程和20个变量组成。

他在1873年试图表达四元数，但失败了。

现在使用的数学形式是1884年由Oliver hewessed和josia Gibbs以向量分析的形式重新制定的。

历史背景编辑器
对电磁现象的认识比马克思诞生前半个世纪有了很大的进步。

1785年，法国物理学家查尔斯库仑（Charles A.Coulomb）在扭转天平实验结果的基础上，建立了库仑定律来解释两点电荷之间的相互作用。

1820年，汉斯·克里斯蒂安·奥尔斯特德发现电流可以使磁针偏转，从而将电与磁连接起来。

之后，安德烈·玛丽·安培尔研究了电流之间的相互作用，提出了许多重要的概念和安培环路定律。

M、迈克尔·法拉第在许多方面做出了突出贡献，特别是1831年发表的《电磁感应
定律》，它是电机、变压器等设备的重要理论基础。

1845年，总结了三个最基本的电磁现象实验定律：库仑定律（1785）、毕奥-萨伐尔定律（1820）、法拉第电磁感应定律（1831-1845）。

法拉第的“电力线”和“磁力线”（现在又称“电场线”和“磁感应线”）的概念发展为“电磁场概念”。

1855年至1865年，麦克斯韦在全面回顾库仑定律、毕奥-萨伐尔定律和法拉第定律的基础上，将数学分析方法引入电磁学的研究领域，从而催生了麦克斯韦的电磁理论。

在麦克斯韦之前，电磁现象理论是基于超距离相互作用的概念，认为带电体、磁化体或载流导体之间的相互作用可以直接在中间介质之外进行和完成，即：，电磁干扰的传播速度是无限的。

当时，只有法拉第持有不同意见。

他认为，上述相互作用与中间介质有关，是通过中间介质的传递来实现的，也就是他提倡的相互传递理论。

麦克斯韦继承了法拉第的观点。

麦克斯韦参照流体力学模型，以严谨的数学形式总结了前人的工作，提出了位移电流的假设，概括了电流的含义，并将电磁场的基本规律归纳为四个微分方程，即著名的麦克斯韦方程组。

他分析了方程组，预测了电磁波的存在，得出电磁波的传播速度是有限的（接近光速），光也是一定频率的电磁波。

所有这些都写在他题为《电磁学》的论文中。

1887年，赫茨用实验方法产生并探测到电磁波，证实了麦克斯韦的预测。

从1905年到1915年，爱因斯坦的相对论进一步论证了时间、空间、质量、能量和运动之间的关系，表明电磁场是物质的一种形式，递归理论得到了认可。