麦克斯韦电磁理论

詹姆斯·麦克斯韦统一了电学和磁学,建立了电磁场理论。麦克斯韦方程组是经典电磁学的基础。

选择演示场景

电场线

⚡ 麦克斯韦方程组

高斯定律(电):
∇·E = ρ/ε₀
电场散度与电荷密度成正比
高斯定律(磁):
∇·B = 0
磁场无散度,无磁单极子
法拉第定律:
∇×E = -∂B/∂t
变化的磁场产生电场
安培-麦克斯韦定律:
∇×B = μ₀J + μ₀ε₀∂E/∂t
电流和变化的电场产生磁场

⚡ 电场

电荷周围存在的场,对其他电荷产生作用力。

  • 正电荷:电场线向外发散
  • 负电荷:电场线向内汇聚
  • 库仑定律:F = kq₁q₂/r²
  • 电场强度:E = F/q

🧲 磁场

运动电荷或电流周围产生的场。

  • 磁场线形成闭合回路
  • 不存在磁单极子
  • 洛伦兹力:F = q(v × B)
  • 右手定则确定方向

📡 电磁波

电场和磁场相互激发,在空间传播。

  • 光速:c = 1/√(μ₀ε₀)
  • 横波:E⊥B⊥传播方向
  • 频谱:无线电、光、X射线等
  • 能量传输:坡印廷矢量