電磁學領域有哪些經典公式?

給我們帶課的老師都在說,自從19世紀的若干個經典電磁學公式被提出以後,100多年來我們只是在不斷地將這些公式變換來變換去,從而產生了一次又一次生產力的進步和飛躍。那麼,這些公式具體都應當包含有哪些?


獨立的公式包括:

  • 麥克斯韋方程組

  • 本構關係

  • 電荷守恆方程


以下內容來自百度。不夠?請翻教科書。

  • 1820年 電流的磁效應 (電產生磁)

安培分子電流說 Andre Marie Ampere (安培 法國) ;

畢奧-薩伐爾定律 Jean-Baptute Biot,Felix Savart (畢奧,薩伐爾);

Hans Chanstan Oersted (奧斯特 丹麥);

  • 1826年 歐姆定律 Georg Simon ohm(歐姆) ;

  • 1831年 電磁感應現象 (磁產生電)Michael Faraday (法拉第 英國) ;

  • 1834年 楞次定律 楞次 ;

  • 1865年 麥克斯韋方程組 建立了電磁學理論,預言了電磁波 Maxwell(麥克斯韋)

麥克斯韋方程組涵蓋了以上所有公式。

  • 1888年 實驗證實電磁波存在 Heinrich Hertz (赫茲 德國)

  • 1896年 光速公式 Hendrik Anoen Lorentz (洛侖茲)

  • 1905年 在洛倫茲等人的工作的基礎上,愛因斯坦發表了狹義相對論的奠基性論文《論運動物 體的電動力學》,可以將麥克斯韋方程組改寫成相對論協變的形式。後來閔可 夫斯基引入四維張量使麥克斯韋方程組有了更為簡潔的表示。


Maxwell方程就是電磁學的基礎,可以說是物理學中最優美的方程了。


麥克斯韋方程組、洛倫茲力公式、電荷守恆定律


先佔坑,日後整理

e=NBSωsin(ωt)

I=neSv n=Ne/V, R=2ml/(e2nτS), ρ=2m/(e2nτ)

c=1/(ε0μ0) ∧0.5 ε0=8.85E-12F/m μ0=4πE-7Tm/A

k=1/(4πε0)

C=εrS/(4πkd)

F=IlBsinθ (F=Il×B), F=qvBsinθ (F=qv×B)

ξ=-NdΦ/dt=LdI/dt=lvBsinθ (=lv×B)=Blvsinθ (=-lB×v)

Xc=1/(2πfC)=1/(ωC), Xl=2πfL=ωL, Z={R2+[ωL-1/(ωC)]2}∧0.5

Ic=Imaxsin(ωt+φ0+π/2), Il=Imaxsin(ωt+φ0-π/2)

F=kQq/r2, E=F/q=kQ/r2, U=kQ/r

Φ=BScosθ (Φ=B·S), dB=μ0Idlsinθ/(4πr2), B=μ0I(cosθ1-cosθ2)/(4πr)

r=mv/(qB), T=2πm/(qB)

R=ρl/S, I=E/(R+r)

ξ=-dBπr2/dt (r≤R)ⅠⅠ-dBπR2/dt (r&>R)

E=-rdB/(2dt) (r≤R)ⅠⅠ-R2dB/(2rdt) (r&>R)

i=Imaxsin(ωt+φ0), ie=0.707Imax, ib=2Imax/π

e1=ξmaxsin(ωt), e2=ξmaxsin(ωt+2π/3), e3=ξmaxsin(ωt-2π/3)


麥克斯韋方程及其邊界條件、亥姆霍茲方程等等,建議看看《微波工程》David M. Pozar著,它是微波界的聖經


基本所有的電磁學問題都能用麥克斯韋方程和邊界條件解決。


Maxwell"s equation


1 Amp`ere』s Law

2 Faraday』s Law

3 Lenz』s Law

4 Volt–Second Balance

5 Ohm』s Law

6 Biot–Savart』s Law

7 Maxwell』s Equations

8 Maxwell』s Equations for Good Conductors

9 Poynting』s Vector

10 Joule』s Law


麥克斯韋四個方程終結了電磁領域


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