麦克斯韦方程组详解,勾股定理与圆周率

大家都喜欢转发《世界上最伟大的N个公式》,其实只能搞清楚“勾股定律”和“圆周率”公式。

一般第一的“麦克斯韦方程组”,只能围观围观。所以,如果你不懂麦克斯韦方程组,他再伟大,都与你无关。

【麦克斯韦方程组的数学形式】

在电磁场的实际应用中,经常要知道空间逐点的电磁场量和电荷、电流之间的关系。从数学形式上,就是将麦克斯韦方程组的积分形式化为微分形式。

麦克斯韦方程组详解,勾股定理与圆周率

上面的微分形式分别表示:

(1)电位移的散度等于该点处自由电荷的体密度 (高斯定理) 。

(2)磁感强度的散度处处等于零 (磁通连续性原理) 。

(3)电场强度的旋度(法拉第电磁感应定律)等于该点处磁感强度变化率的负值;

(4)磁场强度的旋度(全电流定律)等于该点处传导电流密度 与位移电流密度 的矢量和;

由于电磁场抽象,矢量场的数学理论没有在一些大学课程展开。对于散度、旋度、梯度完全没有概念。这也是当年学了之后,没有理解到位,或者印象不深的一个原因。

【矢量场不好理解,我们来看流量场】

1、通量

下图中,右侧的圆环,有一定面积。左侧的磁铁,它的磁感应线,磁感应强度一定。这个圆环内的,磁感线的总数,随着磁铁的运动,而变化。那么这个磁通量就变化了。

麦克斯韦方程组详解,勾股定理与圆周率

对于恒定磁场而言,都是闭合的曲线,没有类似于“电荷”的“磁荷”的概念。所以恒定的次创,是无源场,也就是每一个点的散度都为零。

麦克斯韦方程组详解,勾股定理与圆周率

1、磁感强度的散度处处等于零 (磁通连续性原理) 。

2、电位移的散度等于该点处自由电荷的体密度 (高斯定理) 。

麦克斯韦方程组详解,勾股定理与圆周率

麦克斯韦方程组详解,勾股定理与圆周率

此时再看这两个公式,你也会觉得有点感觉。

一位同学(当年的学霸,现在中科院的博士)提醒,先把旋度和散度讲清楚。所以想理解麦克斯韦方程组之前,本文重点先把“旋度”和“散度”的概念讲清楚。

“我确信已我发现了一种美妙的讲法把麦克斯韦方程组讲清楚 ,可惜这里空白的地方太小,写不下。”

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