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麦克斯韦电磁理论的建立及其意义方白羽智枭作者：郝中伟 寒冷也是一种温暖迟子建
郝中辉来源：《中国化工贸易·上旬刊》永芳2017年第热管技术11期 摘 要：麦克斯韦电磁理论的产生揭示了电磁现象的基本属性，确立了电荷、电流与电场、磁场之间的普遍联系。本文介绍了麦克斯韦电磁理论产生的理论背景及其在物理学中的重要地位。 关键词：麦克斯韦电磁理论；建立；意义
虽然人们很早就发现了电现象和磁现象，但是很久以来，电和磁的本质是什么，人们并不清楚，并认为这两种现象是无关联的。直到19世纪麦克斯韦电磁理论建立后，人们才对电和磁的本质以及它们之间的关系有所了解。麦克斯韦电磁理论的建立在物理学史上具有重大意义，是19世纪物理学上最伟大的成就之一，其建立了电荷、电流和电场之间的普遍联系。爱因斯坦曾在《麦克斯韦对物理实在观念发展的影响》一文中写到：“自从牛顿奠定理论物理学的基础以来，物理学的公理基础——换句话就是我们关于实在的结构的概念——的伟大的变革是由法拉第和麦克斯韦在电磁现象方面的工作所引起的”。
1 麦克斯韦电磁理论的建立
1820年奥斯特发现了电流的磁效应，通过实验得出了“运动电荷产生磁现象”的结论，人们认识到电和磁并不是两种孤立的物理现象，而是有着密切的关联。同年安培发现磁铁对载流导体有作用力，从而得出了“磁对运动电荷产生作用力”的结论。那么，既然电能产生磁，磁能产生电吗？法拉第经过多年的实验观察研究，于1831年发现把一根磁棒放入或移出螺线管，就会在其中产生电流，这就是著名的磁电感应现象。这一发现在科学史上具有重大意义，它揭示了电与磁相互联系和转化的重要条件。法拉第是一位伟大的实验物理学家，他的研究方法主要是通过实验来检验推动他的科学思想，其研究成果没有通过严谨的数学语言形式化，只是用自然语言把物理现象表述出来。
金基德麦克斯韦对法拉第电磁学的研究成果非常感兴趣，他致力于从数学上阐述电磁理论。1855年他发表了《论法拉第力线》一文，文中第1部分将力线和不可压缩流体进行类比，把流体力学中的数学工具移用到电磁理论中，用通量、环流、散度、旋度等具有明确定义的量来定量描述抽象的电场、磁场在空间中的变化情况。在第2部分主要讨论电磁感应现象，首先系统阐述了法拉第的电磁感应定律；接着，麦克斯韦阐述了法拉第的电紧张态概念，指出法拉第的电动力取决于所处状态的力线数的改变。
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