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介电常数测定仪器介电常数测定仪供应商( 四 )

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2. 磁场的无源性
与电场不同 ， 无论是由磁体产生的磁场 ， 还是由电流产生的磁场 ， 磁感线总是闭合的 。磁感线既没有出发点 ， 也没有结束点 。比如我们观察通电螺线管的磁场就会发现这个特点 。
于是 ， 如果我们在空间中做一个闭合曲面 ， 磁感线要么 *** 透这个曲面 ， 要么一定是既穿入这个曲面 ， 又穿出这个曲面 ， 因此磁感线的通量为零 。
这样 ， 麦克斯韦方程组的第二个方程就可以写作：
这个方程称为磁场高斯定律 ， 它告诉我们：磁场是无源的 ， 既没有起点也没有终点 ， 而总是闭合的 。
3 磁场的环路积分
麦克斯韦方程组的第三个方程是为了解释法拉第电磁感应定律 。
比如 ， 当一个磁铁靠近一个导线圈时 ， 导线圈中会产生感应电流 。法拉第等人认为：这是因为磁铁靠近时 ， 线圈中的磁通量发生了变化 ， 而且产生的电动势正比于磁通量的变化率 。
麦克斯韦经过思考 ， 得出了一个设想：电动势的产生是由于有一种电场力推动了电荷 ， 因此变化的磁场可以产生的是涡旋状的电场 。假如有个导体恰好处于涡旋电场之中 ， 就会在导体中产生感应电流 。而且 ， 这个涡旋电场的大小是正比于磁通量的变化率的 。
于是 ， 麦克斯韦把第三个方程写作：
方程左边表示沿着一个闭合路径的电场路径积分 ， 它可以表示这个闭合路径上的电动势 。而右侧表示磁场变化率的面通量 ， 即磁通量的变化率 。
这个方程用数学解释了法拉第电磁感应定律的成因 ， 也可以描述成涡旋电场是有旋场 。
4. 磁场的路径积分
奥斯特时代起 ， 人们就认识到电流周围存在磁场 ， 而且磁感应强度正比于电流 。麦克斯韦把这个特点用数学表达式写作：
等号左边表示一个任意的闭合路径上的磁场路径积分 ， 右侧表示这个闭合路径所包围的电流之和 。
不过 ， 麦克斯韦的思想不仅仅局限于此 。麦克斯韦设想：既然变化的磁场可以形成涡旋电场 ， 那么变化的电场自然也能形成磁场 。例如：在一个电路中有电容器 ， 在电容器充电和放电的过程中 ， 导线周围存在磁场 。而电容器中的电场会发生变化 ， 它的地位应该等同于电流 。于是 ， 麦克斯韦提出了位移电流的概念：变化的电场相当于电流 。
最终 ， 麦克斯韦把第四个方程写作：
等号左边表示沿着任意一个路径的磁场路径积分 ， 右侧的μ0表示真空磁导率 ， I表示电流 ， Ф表示这个路径上所包围的电场通量 。这个方程表示：电流和变化的电场都可以引起磁场 。
麦克斯韦的预言麦克斯韦方程组是人类有史以来最美的物理学方程 ， 它具有强烈的对称性和自洽性 。它告诉我们：电场和磁场并非单独存在 ， 而是统一于电磁场之中 。
不仅如此 ， 麦克斯韦还经过计算证明：如果在真空中存在一个振荡的电场 ， 那么在振荡电场的周围就会产生磁场 ， 而这个磁场又会进一步产生电场…如此往复 ， 电磁场就可以向远处传播 ， 形成电磁波 。
麦克斯韦计算了电磁波的速度 ， 发现电磁波在真空中的速度刚好等于光速 ， 于是大胆预言：光就是一种电磁波 。

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