麥克斯韋方程組為什麼要用高斯單位

2021-03-19 18:20:27 字數 5133 閱讀 6939

1樓:你只是個凡人哦

在釐米-克

-秒制內,又有幾組互相沖突的電磁單位,不單隻存在有高斯單位.所以,使用術語「釐米-克-秒單位」很可能會引起分歧義,必需儘量避免.

除了高斯單位制以外,最常用的別種選擇是國際單位制.在大多述領域,國際單位制是主要使用的單位制.隨著時光的流逝,越來越多的人士選擇摒棄高斯單位制,改採用國際單位制.

高斯單位制與國際單位制之間的單位轉換並不像平常單位轉換那樣簡易.例如,電磁學的物理定律方程,像麥克斯韋方程組,依使用哪種單位制而定,需要做相關調整;在高斯單位制是無量綱的物理量,像電容率或磁導率,換到國際單位制,可能會變為具有量綱.

希望採納!!!

麥克斯韋方程組方程及其意義?

2樓:匿名使用者

麥克斯韋方程組 (採用國際單位制):式中左、右列分別是方程組的積分、微分形式;e、b、d、h分別是描述電場(指帶電體產生的電場與變化磁場產生的有旋電場之和)和磁場(指電流產生的磁場與變化電場即位移電流產生的磁場之和)的電場強度、磁感應強度、電位移、磁場強度;q、ρ為自由電荷、自由電荷體密度;i、j為傳導電流強度和傳導電流密度。四個公式分別是電場、磁場的高斯定理、電磁感應定律以及安培環路定理。

成立條件拓寬了,最為關鍵的是第四式中補充了位移電流密度項。

和e、b和h、j和e的關係稱為介質方程,對於線性各向同性介質,介質方程為:式中ε、μ、σ分別是介質的電容率 (介電常量)、磁導率和電導率。介質方程與上述電磁場方程組聯立,構成完備的方程組。

麥克斯韋方程組關於電磁波等的預言為實驗所證實,證明了位移電流假設和電磁場理論的正確性。這個電磁場理論對電磁學、光學、材料科學以及通訊、廣播、電視等等的發展都產生了廣泛而深遠的影響。它是物理學中繼牛頓力學之後的又一偉大成就。

寫出麥克斯韋方程組的微分形式及積分形式。

3樓:喵喵喵

1、麥克斯韋方程組的積分形式如下:

2、微分形式

在電磁場的實際應用中,經常要知道空間逐點的電磁場量和電荷、電流之間的關係。從數學形式上,就是將麥克斯韋方程組的積分形式化為微分形式。倒三角形為哈密頓運算元。

麥克斯韋方程組在電磁學中的地位,如同牛頓運動定律在力學中的地位一樣。以麥克斯韋方程組為核心的電磁理論,是經典物理學最引以自豪的成就之一。

它所揭示出的電磁相互作用的完美統一,為物理學家樹立了這樣一種信念:物質的各種相互作用在更高層次上應該是統一的。另外,這個理論被廣泛地應用到技術領域。

擴充套件資料

在麥克斯韋方程組中,電場和磁場已經成為一個不可分割的整體。該方程組系統而完整地概括了電磁場的基本規律,並預言了電磁波的存在。

麥克斯韋提出的渦旋電場和位移電流假說的核心思想是:變化的磁場可以激發渦旋電場,變化的電場可以激發渦旋磁場;

電場和磁場不是彼此孤立的,它們相互聯絡、相互激發組成一個統一的電磁場(也是電磁波的形成原理)。

麥克斯韋進一步將電場和磁場的所有規律綜合起來,建立了完整的電磁場理論體系。這個電磁場理論體系的核心就是麥克斯韋方程組。

麥克斯韋方程組,是英國物理學家詹姆斯·麥克斯韋在19世紀建立的一組描述電場、磁場與電荷密度、電流密度之間關係的偏微分方程。從麥克斯韋方程組,可以推論出光波是電磁波。

麥克斯韋方程組和洛倫茲力方程是經典電磁學的基礎方程。從這些基礎方程的相關理論,發展出現代的電力科技與電子科技。

麥克斯韋2023年提出的最初形式的方程組由20個等式和20個變數組成。他在2023年嘗試用四元數來表達,但未成功。現在所使用的數學形式是奧利弗·赫維賽德和約西亞·吉布斯於2023年以向量分析的形式重新表達的。

4樓:解析代數

積分形式:

說明:式①是由安培環路定律推廣而得的全電流定律,其含義是:磁場強度h沿任意閉合曲線的線積分,等於穿過此曲線限定面積的全電流。

等號右邊第一項是傳導電流.第二項是位移電流。式②是法拉第電磁感應定律的表示式,它說明電場強度e沿任意閉合曲線的線積分等於穿過由該曲線所限定面積的磁通對時間的變化率的負值。這裡提到的閉合曲線,並不一定要由導體構成,它可以是介質迴路,甚至只是任意一個閉合輪廓。

式③表示磁通連續性原理,說明對於任意一個閉合曲面,有多少磁通進入盛然就有同樣數量的磁通離開。即b線是既無始端又無終端的;同時也說明並不存在與電荷相對應的磷荷。式④是高斯定律的表示式,說明在時變的條件下,從任意一個閉合曲面出來的d的淨通量,應等於該閉曲面所包圍的體積內全部自由電荷之總和。

微分形式:

5樓:匿名使用者

寫出麥克斯韋分程組的微分形式及求之積分形式。

6樓:匿名使用者

你看一下天津大學物

理化學教研室編著的《物理化學》第五版吧,這本書裡有

詳細介紹。你提問的這個麥克斯韋方程組的微分形式及積分形式,由於太複雜,我在這裡就不寫出來了。建議你看一下天大的這本書,我想你會受益匪淺的。

7樓:匿名使用者

麥克斯韋方程組的積分形式:  這是2023年前後,麥克斯韋提出的表述電磁場普遍規律的四個方程。 麥克斯韋方程組的積分形式:

其中:(1)描述了電場的性質。在一般情況下,電場可以是庫侖電場也可以是變化磁場激發的感應電場,而感應電場是渦旋場,它的電位移線是閉合的,對封閉曲面的通量無貢獻。

  (2)描述了磁場的性質。磁場可以由傳導電流激發,也可以由變化電場的位移電流所激發,它們的磁場都是渦旋場,磁感應線都是閉合線,對封閉曲面的通量無貢獻。   (3)描述了變化的磁場激發電場的規律。

  (4)描述了變化的電場激發磁場的規律。 麥克斯韋方程組微分形式: 在電磁場的實際應用中,經常要知道空間逐點的電磁場量和電荷、電流之間的關係。

從數學形式上,就是將麥克斯韋方程組的積分形式化為微分形式(高斯單位制): 注意:(1)在不同的慣性參照系中,麥克斯韋方程有同樣的形式。

   (2) 應用麥克斯韋方程組解決實際問題,還要考慮介質對電磁場的影響。

誰能用最通俗的語言解釋麥克斯韋方程組,一窺電磁的奧妙,還請高人點撥!

8樓:匿名使用者

maxwell方程組,是maxwell總結之前的電磁學結論,得到的物理原理.

物理原理的證明,就是實驗證明啊,實驗結果滿足該方程組,就說明這個方程組是正確的.

這個方程組是基本原理,不是其他什麼原理的推論,所以沒有數學推導!

物理學是實驗科學,只有實驗才能證明原理的正確與否.

另外,如果硬要說推導過程的話,就是從前人的到的分散的結論(包括庫侖定律,高斯定律,安培定律,法拉第電磁感應定律等等)總結出這個方程組的過程吧.這個總結並不是簡單的數學推導,還帶有一定的猜想和推演,所以,這個總結過程並不是證明過程

還是老話,證明,還是隻能是實驗!

光速測量實驗是19世紀對這個方程組的非常有力的證明實驗

maxwell 麥克斯韋方程組

9樓:匿名使用者

去問你們老師,看教材吧,不是一兩句話說的清楚的。

10樓:匿名使用者

高斯定律描述電場是怎樣由電荷生成。

電場線開始於正電荷,終止於負電荷。計算穿過某給定閉曲面的電場線數量,即其電通量,可以得知包含在這閉曲面內的總電荷。更詳細地說,這定律描述穿過任意閉曲面的電通量與這閉曲面內的電荷之間的關係。

2. 高斯磁定律表明,磁單極子實際上並不存在於宇宙。

所以,沒有磁荷,磁場線沒有初始點,也沒有終止點。磁場線會形成迴圈或延伸至無窮遠。換句話說,進入任何區域的磁場線,必需從那區域離開。

以術語來說,通過任意閉曲面的磁通量等於零,或者,磁場是一個螺線向量場。

3.法拉第感應定律描述含時磁場怎樣生成(感應出)電場。

電磁感應在這方面是許多發電機的運作原理。例如,一塊旋轉的條形磁鐵會產生含時磁場,這又接下來會生成電場,使得鄰近的閉迴圈因而感應出電流。

4.麥克斯韋-安培定律闡明,磁場可以用兩種方法生成:一種是靠電流(原本的安培定律),另一種是靠含時電場(麥克斯韋修正項)。

在電磁學裡,麥克斯韋修正項意味著含時電場可以生成磁場,而由於法拉第感應定律,含時磁場又可以生成電場。這樣,兩個方程在理論上允許自我維持的電磁波傳播於空間(更詳盡細節,請參閱條目電磁波方程)。

上面四個方程可逐一說明如下:在電磁場中任一點處

(1)電位移的散度 == 該點處自由電荷的體密度 ;

(2)電場強度的旋度 == 該點處磁感強度變化率的負值;

(3)磁場強度的旋度 == 該點處傳導電流密度 與位移電流密度 的向量和;

(4)磁感強度的散度 ---  處處等於零。

物理意義和單位

符號        物理意義       國際單位

e            電場             v/m,n/c

b            磁場             l,wb/m**2,v·s/m**2

d           電位移          c/m**2,n/v·m

h            輔助磁場      a/m

▽·         散度算符       /m

▽×         旋度算符       /m

δ/δt        對於時間的偏導數   /s

ds          微小面元素向量   m**2

dl            微小線元素向量   m

ε。        電常數            f/m

μ。        磁常數            h/m,n/a**2

ρf          自由電荷密度   c/m**3

ρ            總電荷密度      c/m**3

qf         在閉曲面裡面的自由電荷   c

q          在閉曲面裡面的總電荷       c

jf          自由電流密度     a/m**2

j           總電流密度         a/m**2

if          穿過閉路徑所包圍的曲面的自由電流   a

i           穿過閉路徑所包圍的曲面的總電流       a

φb       穿過閉路徑所包圍的曲面的磁通量   t·m**2,v·s,wb

φe       穿過閉路徑所包圍的曲面的電通量        j·m/c

φd      穿過閉路徑所包圍的曲面的電位移通量   c

求解複數方程組,麥克斯韋方程組的複數形式怎麼理解

matlab 高斯 來消去法求解 function u,x gauss a,b untitled 此處顯示自有關此函式的摘要 此處顯示詳細說明 n length b for k 1 n 1 m a k 1 n,k a k,k a k 1 n,k 1 n a k 1 n,k 1 n m a k,k 1...

麥克斯韋方程組是不是隻用微分形式

直接應用maxwell方程的場合很少。實際主要是用關於a或 的泊松方程 x 或者波動方程,嚴格來說倒也算是微分形式。微分形式主要用已知邊界條件求解場域,這類問題是最為常見的問題,而且微分形式直接對應微分方程,數值求解也比較方便。積分形式主要用在規則幾何形狀或已知路徑求解等效電路引數時候用的,例如求解...

麥克斯韋方程組的積分和微分形式的詳細推導過程

去看看電動力學的書吧,任何一本里面都有詳細的推導過程。為什麼有微分形式和積分形式的麥克斯韋方程組,分別用於什麼地方 1 微分形式 differential form描述的某點的 某時刻的點對點的關係,也就是,是空間上某點的物理量跟其他物理量的關係,是instantaneous瞬時的,一般而言,它是屬...