电与磁

麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的核心思想是：
变化的磁场可以激发涡旋电场，
变化的电场可以激发涡旋磁场；
电场和磁场不是彼此孤立的，
它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场
（也是电磁波的形成原理）。

麦克斯韦用对称的数学公式4个描述电磁关系。麦克斯韦方程组乃是由四个方程共同组成的：

1. 高斯定律：该定律描述静电场与空间中电荷分布的关系。电场线开始于正电荷，凡是有正电荷的地方，必有电力线发出；终止于负电荷，凡是有负电荷的地方，必有电力线会聚。计算穿过某给定闭曲面的电场线数量，即其电通量，可以得知包含在这闭曲面内的总电荷。更详细地说，这定律描述穿过任意闭曲面的电通量与这闭曲面内的电荷之间的关系。在静电场中，由于自然界中存在着独立的电荷，所以电场线有起点和终点，只要闭合面内有净余的正（或负）电荷，穿过闭合面的电通量就不等于零，即静电场是有源场；高斯定理是从库仑定律直接导出的，它完全依赖于电荷间作用力的二次方反比律。把高斯定理应用于处在静电平衡条件下的金属导体，就得到导体内部无净电荷的结论，因而测定导体内部是否有净电荷是检验库仑定律的重要方法。对于某些对称分布的电场,如均匀带电球的电场,无限大均匀带电面的电场以及无限长均匀带电圆柱的电场，可直接用高斯定理计算它们的电场强度。电位移对任一面积的能量为电通量，因而电位移亦称电通密度。
2. 高斯磁定律：该定律表明，磁单极子实际上并不存在。所以，没有孤立磁荷，磁场线没有初始点，也没有终止点。磁场线会形成循环或延伸至无穷远。换句话说，进入任何区域的磁场线，必需从那区域离开。以术语来说，通过任意闭曲面的磁通量等于零，或者，磁场是一个无源场。
3. 法拉第感应定律：该定律描述时变磁场怎样感应出电场。电磁感应是制造许多发电机的理论基础。例如，一块旋转的条形磁铁会产生时变磁场，这又接下来会生成电场，使得邻近的闭合电路因而感应出电流。
4. 麦克斯韦-安培定律：该定律阐明，磁场可以用两种方法生成：一种是靠传导电流（原本的安培定律），另一种是靠时变电场，或称位移电流（麦克斯韦修正项）。

解释：

式①：磁场与产生磁场的电流之间的关系

磁场强度H的切线分量沿闭合回路C的线积分等于通过与该回路关联的任何表面S的总电流。

 

 

参考文献：

1、电磁学-赵凯华

2、[理论物理 第三册] 吴大猷 - 电磁学 (1983, 科学出版社)

3、麦克斯韦方程组（彩图完美解释版) - exce4 - 博客园  https://www.cnblogs.com/bluespot/p/3951184.html

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