電磁學


電磁學 (简体)

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電磁學
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電磁學是物理學的一個分支。電學磁學領域有著緊密關係,廣義的電磁學可以說是包含電學和磁學,但狹義來說是一門探討電性磁性交互關係的學科。 主要研究電磁波電磁場以及有關電荷,帶電物體的動力學等等。

電磁學或稱電動力學經典電動力學。之所以稱為經典,是因為它不包括現代的量子電動力學的內容。電動力學這樣一個術語使用並不是非常嚴格,有時它也用來指電磁學中去除了靜電學靜磁學後剩下的部分,是指電磁學與力學結合的部分。這個部分處理電磁場對帶電粒子的力學影響。

目錄

電磁場理論

電磁學的基本理論由19世紀的許多物理學家發展起來,馬克斯威爾方程式組通過一組方程式統一了所有的這些工作,並且揭示出了作為電磁波的本質。

電磁學與相對論

電磁學的基本方程式為馬克斯威爾方程式組,此方程式組在經典力學的相對運動轉換(伽利略變換)下形式會變,在伽里略變換下,光速在不同慣性座標下會不同。保持馬克斯威爾方程式組形式不變的變換為勞侖茲變換,在此變換下,不同慣性座標下光速恆定。

廿世紀初邁克耳遜-莫雷實驗支持光速不變,光速不變亦成為愛因斯坦的狹義相對論的基石。取而代之,勞侖茲變換亦成為較伽利略變換更精密的慣性座標轉換方式。

電磁學的發展

靜磁現象和靜電現象很早就受到人類注意。中國遠古黃帝時候就已經發現了磁石吸鐵、磁石指南以及摩擦生電等現象。系統地對這些現象進行研究則始於16世紀。1600年英國醫生吉爾伯特(William Gilbert,1544~1603)發表了<論磁、磁飽和地球作為一個巨大的磁體>(Demagnete,magneticisque corporibus et de magnomagnete tellure)。他總結了前人對磁的研宛,周密地討論了地磁的性質,記載了大量實驗,使磁學從經驗轉變為科學。書中他也記載了電學方面的研究。

國際單位制電磁學單位

國際單位制電磁學單位
名稱 符號 因次 物理量
安培 A A 電流
庫侖 C A·s 電荷量
伏特 V J/C = kg·m2·s−3·A−1 電壓
歐姆 Ω V/A = kg·m2·s−3·A−2 電阻阻抗電抗
歐姆 Ω·m kg·m3·s−3·A−2 電阻率
瓦特 W V·A = kg·m2·s−3 功率
法拉 F C/V = kg−1·m−2·A2·s4 電容
法拉 F/m kg−1·m−3·A2·s4 電容率
法拉 F−1 kg1·m2·A−2·s−4 倒電容
西門子 S Ω−1 = kg−1·m−2·s3·A2 電導, 導納, 電納
西門子 S/m kg−1·m−3·s3·A2 電導率
韋伯 Wb V·s = kg·m2·s−2·A−1 磁通量
特斯拉 T Wb/m2 = kg·s−2·A−1 磁通量密度
安培 A/m m−1·A 磁感應強度
安培韋伯 A/Wb kg−1·m−2·s2·A2 磁阻
亨利 H Wb/A = V·s/A = kg·m2·s−2·A−2 自感
亨利 H/m kg·m·s−2·A−2 磁導率
(無因次) χ - 磁化率
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參考書目

  1. Field and Wave Electromagnetics, David K. Cheng, Addison Wesley, ISBN 0-201-52820-7

外部連結

物理學分支

基礎理論
古典力學 | 連續介質力學 | 熱力學 | 統計力學 | 電動力學 | 相對論 | 量子力學
研究領域
力學 | 聲學 | 熱學 | 電磁學 | 光學
凝聚態物理學 | 固體物理學 | 電漿體物理學 | 分子物理學 | 原子物理學 | 原子核物理學 | 粒子物理學
交叉和應用學科
天體物理學 | 生物物理學 | 物理化學 | 材料科學 | 電子科學 | 非線性物理學 | 計算物理學






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