電磁場理論是研究電磁場中各物理量之間的關系及其空間分布和時間變化的理論。庫侖定律揭示了電荷間的靜電作用力與它們之間的距離平方成反比。安培等人又發現電流元之間的作用力也符合平方反比關系。麥克斯韋全面地總結了電磁學研究的全部成果,建立了完整的電磁場理論體系。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。理論要點: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,它們相互聯系、相互激發組成一個統一的電磁場。電磁場對物質的影響與物質的性質有關。電磁場理論不僅是物理學的重要組成部分,也是電工技術的理論基礎。
電磁感應是怎么回事?
法拉第的電磁感應實驗將機械功與電磁能聯系起來,證明二者可以互相轉化。麥克斯韋進一步提出:電磁場中各處有一定的能量密度,即能量定域于場中。根據這個理論,J.H.坡印廷1884年提出在時變場中能量傳播的坡印廷定理,矢量E×H代表場中穿過單位面積上單位時間內的能量流。這些理論為電能的廣泛應用開辟了道路,為制造發電機、變壓器、電動機等電工設備奠定了理論基礎。
麥克斯韋預言的電磁輻射,在1887年由H.R.赫茲的實驗所證實。電磁波可以不憑借導體的聯系,在空間傳播信息和能量。這就為無線電技術的廣泛應用創造了條件。 電磁場理論給出了場的分布及變化規律,若已知電場中介質的性質,再運用適當的數學手段,即可對電工設備的結構設計、材料選擇、能量轉換、運行特性等,進行分析計算,因而極大地促進電工技術的進步。 電磁場理論所涉及的內容都屬于大量帶電粒子共同作用下的統計平均結果,不涉及物質構造的不均勻性及能量變化的不連續性。它屬于宏觀的理論,或稱為經典的理論。涉及個別粒子的性質、行為的理論則屬于微觀的理論,不能僅僅依賴電磁場理論去分析微觀起因的電磁現象,例如有關介質的電磁性質、激光、超導問題等。這并不否定在宏觀意義上電磁場理論的正確性。電磁場理論不僅是物理學的重要組成部分,也是電工技術的理論基礎。