电磁理论

电磁这一现象是处理相互作用的一个电场和一个磁场.固定的电荷在系统中产生电场,而移动的电荷在系统中产生磁场。电场和磁场的方向总是相互垂直的,波以光速传播。苏格兰科学家、数学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦首次利用麦克斯韦方程提出了电和磁之间的关联。麦克斯韦的四(4)微分方程统一了现有的电和磁定律,如牛顿的
法律,法拉第定律,开尔文定律和安培定律

在学习麦克斯韦方程组之前,我们需要学习3个数学运算,它们是方程组的基本实体。算子指的是函数的偏微分。我们把它表示为叔(Nabla)。Grad f给出了函数的梯度,即Grad f =∇f,这意味着函数在三维域上对x、y和z轴的偏微分。梯度是一个矢量。矢量的散度算符给了我们一个标量实体,它表示密度离开给定空间范围的速率。表示为div v =叔.v。旋度表示矢量在三维场中的旋转。表示为Curl v =叔x v。
4个基本的麦克斯韦方程如下:-

这里,ρ表示表面内的净电荷,ε0为真空介电常数,B为磁场E代表电场和J代表电流密度.第一定律说电通量在封闭表面上形成的电荷与封闭电荷成正比。第二定律说磁通一个封闭曲面上的诱导率为零。第三定律指出,随时间变化的磁场导致电场。第四定律指出,时变的电场或稳定的电流会产生磁场。

因此,如上述方程所示,我们证明了变电场导致a磁场变化的磁场会导致电场.麦克斯韦方程组的解是一个三维方程,它代表一种以光速传播的波。电磁波携带能量通过空的空间,这种能量被用于各种应用,如遥感技术,无线电波,紫外线(UV)射线和更多。

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