電磁學
馬克士威方程式(Maxwell's equations)
馬克士威方程式是四條簡短的陳述,合起來描述宇宙中一切電與磁的現象——從靜電的衣物相黏到一束星光皆然。用白話說:(1)電荷產生向外噴灑的電場(高斯);(2)不存在磁荷,所以磁力線總是成環(磁的高斯定律);(3)變化的磁場產生旋繞的電場(法拉第);(4)電流或變化的電場產生旋繞的磁場(安培-馬克士威)。四行字寫得進一只咖啡杯,卻主宰著馬達、無線電、雷射,乃至你自己的神經系統。
把第(3)與第(4)式結合起來,才迎來令人屏息的回報:變化的電場孕育磁場,磁場的變化又孕育電場,如此循環——一道無需導線、無需介質就能傳播的自我維持漣漪。馬克士威算出這道漣漪會以多快的速度行進,竟得到光速,一舉證明光「就是」電磁波。每一個無線訊號、你看見的每一種顏色、加熱晚餐的每一道微波,都是馬克士威這四行字在空氣中上演。
∇·E = ρ/ε₀ ; ∇·B = 0 ; ∇×E = −∂B/∂t ; ∇×B = μ₀(J + ε₀ ∂E/∂t)
馬克士威於 1865 年寫下的原是 20 條雜亂的方程式;今日課堂上那優雅的四式版本,是後來由奧利弗・赫維賽德以向量微積分提煉而成。
又称
另见