Основы теории Максвелла для электромагнитного поля - Лекции по электростатике

В 60-х годах прошлого века (около 1860 г.) Максвелл, основываясь на идеях Фарадея, обобщил законы электростатики и электромагнетизма:  теорему Гаусса - Остроградского для электростатического поля  и для магнитного поля ; закон полного тока  ; закон электромагнитной  индукции , и в результате разработал законченную теорию электромагнитного поля.

Теория Максвелла явилась величайшим вкладом в развитие классической физики. Она позволила с единой точки зрения понять широкий крут явлений, начиная от электростатического поля неподвижных зарядов и заканчивая электромагнитной природой света.

Математическим выражением теории Максвелла служат четыре уравнения Максвелла. которые принято записывать в двух формах: интегральной и дифференциальной. Дифференциальные уравнения получаются из интегральных с помощью двух теорем вектор ного анализа - теоремы Гаусса и теоремы Стокса. Теорема Гаусса:

                                                  (1)

                                                                                                 (2)

  - проекции вектора  на оси; V - объем, ограниченный поверхностью S.

Теорема Стокса:                       .                                               (3)

здесь rot - ротор вектора , который является вектором и выражается в декартовых координатах следующим образом:          rot,                                 (4)

S - площадь, ограниченная контуром L.

Уравнения Максвелла в интегральной форме выражают соотношения, справедливые для мысленно проведенных в электромагнитном поле неподвижных замкнутых контуров и поверхностей.

Уравнения Максвелла в дифференциальной форме показывают как связаны между собой характеристики электромагнитного поля и плотности зарядов и токов в каждой точке этого поля.