第三节、电磁场

电磁振荡能够产生电磁波，为了说明这个问题，我们需要知道一些有关电磁场的知识，十九世纪六十年代，英国物理学家麦克斯韦（1831—1879）在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁场理论。这个理论不仅全面地说明了当时已知的电磁现象，而且成功地预言了电磁波的存在。下面我们简要地介绍一下这个理论的要点。

麦克斯韦用场的观点分析了电磁感应现象，并作出结论：变化的磁场能够在周围的空间产生电场。这是电磁场理论的第一个要点，如图 4–4 甲所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路中就产生感生电流，这是我们学过的电磁感应现象。我们知道，要产生电流，必须有使电荷做定向移动的电场存在，现在闭合电路里有了电流，说明有电场存在；这个闭合电路中没有其他电源，这个电场只能认为是由于磁场的变化而产生的。麦克斯韦进一步认为，这个电场的产生，跟是否存在着闭合电路没有关系，只要磁场发生变化，在周围空间里就要产生电场（图 4–4 乙）。

麦克斯韦还指出：变化的磁场所产生的电场，是由磁场的变化情况决定的，如果磁场的变化是均匀的，即在相等的时间内磁感应强度的变化相等，产生的电场就是稳定的，即电场强度不随时间而变化。如果磁场的变化是不均匀的，产生的电场就是变化的。

既然变化的磁场能够产生电场，相反地，变化的电场是否也能够产生磁场呢？麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象，认为变化的电场能够在周围的空间产生磁场。这是电磁场理论的第二个要点。一个静止的电荷，它产生的是静电场，即空间各点的电场强度不随时间而变化，这个电荷一且运动起来，电场就发生变化，即空间各点的电场强度将随着时间而变化。另一方面，运动电荷要产生磁场。用场的观点来分析这个问题。就可以说：这个磁场是由变化的电场产生的，在电容器充放电时，两极板间的电场发生变化，这个变化的电场产生磁场（图 4–5），而且这个磁场跟假定两极板间存在电流时所产生的磁场是一样的。

变化的电场所产生的磁场，是由电场的变化情况决定的。如果电场的变化是均匀的，产生的磁场就是稳定的。如果电场的变化是不均匀的，产生的磁场就是变化的。

变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，这是麦克斯韦理论的两大支柱。按照这个理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。

发布时间：2025/4/7 下午6:58:10  阅读次数：322