麦克斯韦方程组的研究小论文

麦克斯韦发现了电与磁之间关系。

在物理界算天才，麦克斯韦可以排进前三，数学家不算，数学是天才集中营，第一的就是牛顿，他横跨物理数学，在数学界也能进前五，第二是泡利，他的成就与他的才能不相匹配，这是另外的事了。第三是麦克斯韦，没错，他在了爱因斯坦前面，为什么？因为爱因斯坦在数学方面的才能一般，而麦克斯韦是个数学天才。

15岁的麦克斯韦发表论文，16岁进入爱丁堡，就是中科大少年班的水平，用仅仅三年的时间完成四年的学业，然后去了剑桥，毕业之后他了一本书。这本书就是大名鼎鼎的物理学家——法拉第的《电学实验研究》，法拉第对物理学的贡献是集中于电学方面，法拉第用物理学家独到的眼光觉察到了电流与磁之间的重要性，他通过积极探索的研究和实验，证明了电与磁之间的微妙联系，电磁感应原理应运而生。法拉第的电磁感应原理开辟出了在电磁本质中的原理，电磁感应原理使人类豁然开朗，在利用电能方面使人类有了新的认知。关于麦克斯韦，最著名的就莫过于麦克斯韦方程组了，1855年，麦克斯韦发表了论文《论法拉第的力线》，麦克斯韦开始电磁学的研究。

麦克斯韦坚信电磁感应原理蕴含着真理。于是他决心给法拉第的电磁感应原理提出更加准确的概念。麦克斯韦对前人和自己的研究进行了分析，把电磁场理论用简洁、对称的数学形式表达，经过不断完善，麦克斯韦方程组在经典电动力学上具有意义。

牛顿统一了天地，麦克斯韦统一电磁，把电磁现象用方程组完美描述，预言电磁波，给出电磁波的速度是光速，就是说光是一种波，当初牛顿说光是一种微粒。

麦克斯韦方程组 可以得出电磁场电磁波许多特性，随便举几个例子：比如 磁场是无源场、因为旋度为零。电场在没有电荷的地方是无源的，因为散度为零。还有反射定律：入射角等于反射角；是因为电场在切向的连续性，这个还是由麦克斯韦方程组推出来的。再比如电磁波的传播规律：1电磁波的速度对麦克斯韦方程组里电场的旋度求旋度，代入另一个方程，推出来亥姆赫兹方程。这个方程表明电磁场的方程是波动方程，速度是确定的，波的速度是确定的C。2.电磁波是横波这个也是由电场 磁场的散度为0推出来的。 总之 电磁场的性质都可以由麦克斯韦方程组推出来的。

电磁学是物理学的一个分支。电学与磁学领域有著紧密关系，广义的电磁学可以说是包含电学和磁学，但狭义来说是一门探讨电性与磁性交互关系的学科。 主要研究电磁波，电磁场以及有关电荷，带电物体的动力学等等。电磁学或称电动力学或经典电动力学。之所以称为经典，是因为它不包括现代的量子电动力学的内容。电动力学这样一个术语使用并不是非常严格，有时它也用来指电磁学中去除了静电学、静磁学后剩下的部分，是指电磁学与力学结合的部分。这个部分处理电磁场对带电粒子的力学影响。电磁学的基本理论由19世纪的许多物理学家发展起来，麦克斯韦方程组通过一组方程统一了所有的这些工作，并且揭示出了光作为电磁波的本质。电磁学的基本方程式为麦克斯韦方程组，此方程组在经典力学的相对运动转换（伽利略变换）下形式会变，在伽里略变换下，光速在不同惯性座标下会不同。保持麦克斯韦方程组形式不变的变换为洛伦兹变换，在此变换下，不同惯性座标下光速恒定。二十世纪初迈克耳孙-莫雷实验支持光速不变，光速不变亦成为爱因斯坦的狭义相对论的基石。取而代之，洛伦兹变换亦成为较伽利略变换更精密的惯性座标转换方式。静磁现象和静电现象很早就受到人类注意。中国远古黄帝时候就已经发现了磁石吸铁、磁石指南以及摩擦生电等现象。系统地对这些现象进行研究则始於16世纪。1600年英国医生威廉·吉尔伯特(William Gilbert，1544～1603)发表了<论磁、磁饱和地球作为一个巨大的磁体>(Demagnete，magneticisque corporibus et de magnomagnete tellure)。他总结了前人对磁的研究，周密地讨论了地磁的性质，记载了大量实验，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。