麦克斯韦方程组讨论
电磁场的统一描述：麦克斯韦方程组精解
电磁场的统一描述：麦克斯韦方程组精解电磁场是自然界中重要的物理现象之一，通过麦克斯韦方程组可以统一描述电磁场的基本规律。
麦克斯韦方程组是电磁理论的基石，涵盖了电场和磁场的演化规律，丰富了我们对电磁现象的认识。
在本文中，我们将深入探讨麦克斯韦方程组的精确定义和意义。
麦克斯韦方程组的提出19世纪中叶，物理学家麦克斯韦根据对电磁现象的观察和实验研究，提出了麦克斯韦方程组。
这个方程组一共包括四个方程，分别是电场和磁场的高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律以及麦克斯韦方程的加强（媒质中的电磁场传播速度）。
这四个方程共同构成了电磁场的动力学规律，描述了电场和磁场相互作用的规律。
麦克斯韦方程组的物理意义麦克斯韦方程组揭示了电磁场的统一性，其中的每一个方程都对应着一种物理现象或规律。
通过这些方程，我们可以精确描述电场和磁场的演化过程，从而深入理解电磁波的传播、物质的电磁性质以及电磁场与物质的相互作用。
在麦克斯韦方程组的推导和应用过程中，物理学家们不断拓展和深化对电磁现象的认识，为电磁理论的发展奠定了坚实的理论基础。
通过对麦克斯韦方程组的精确求解和解析，我们可以更好地理解电磁场的本质与行为，进一步推动电磁理论的研究和应用。
麦克斯韦方程组的应用麦克斯韦方程组在电磁学、光学、电子学等领域都有广泛的应用。
通过这些方程，我们可以预测电磁场在不同介质中的传播特性，优化天线和波导的设计，研究电磁场与物质相互作用的机制，推动电磁波的应用和技术发展。
在现代科学技术的进步中，麦克斯韦方程组仍然是电磁理论研究的基础，对于新材料、新器件、新技术的研发起着至关重要的作用。
通过深入研究和精确求解麦克斯韦方程组，我们可以不断拓展和深化对电磁现象的认识，为人类社会的发展和进步贡献力量。
结语麦克斯韦方程组是电磁理论中的重要理论工具，通过对这些方程的精确解析和深入理解，我们可以揭示电磁现象的奥秘，推动电磁理论和技术的发展。
在未来的研究中，我们应当进一步探索麦克斯韦方程组在新领域的应用，拓展电磁理论的研究领域，为科学技术的进步做出更多贡献。
电磁场理论中的麦克斯韦方程组解析
电磁场理论中的麦克斯韦方程组解析电磁场理论是物理学中的重要分支之一，它描述了电磁场的行为和性质。
在电磁场理论中，麦克斯韦方程组是一组非常重要的方程，它们描述了电磁场的演化和相互作用。
本文将对麦克斯韦方程组的解析进行探讨。
麦克斯韦方程组包括四个方程，分别是麦克斯韦-法拉第定律、麦克斯韦-安培定律、高斯定律和高斯磁定律。
这四个方程描述了电磁场中电荷和电流的分布以及电磁场的产生和传播。
首先，我们来看麦克斯韦-法拉第定律，它描述了电磁感应现象。
该定律表明，当磁场的变化率发生变化时，会在空间中产生电场。
这一定律是电磁感应现象的基础，也是电磁波传播的基础。
其次，麦克斯韦-安培定律描述了电流和磁场之间的相互作用。
根据该定律，电流会产生磁场，而变化的磁场则会引起电流的变化。
这一定律揭示了电磁场中电流和磁场之间的紧密联系。
接下来，我们来看高斯定律和高斯磁定律。
高斯定律描述了电场的产生和分布，它表明电场线起源于正电荷，终止于负电荷。
而高斯磁定律描述了磁场的产生和分布，它表明磁场线总是形成闭合回路。
这两个定律揭示了电场和磁场的结构和性质。
麦克斯韦方程组的解析是电磁场理论的重要研究内容之一。
解析麦克斯韦方程组可以得到电磁场的具体表达式，从而揭示电磁场的行为和性质。
在解析麦克斯韦方程组时，我们通常采用分析和计算的方法。
我们可以利用矢量分析的工具，如散度、旋度和梯度等，对方程组进行分析。
通过运用这些工具，我们可以将麦克斯韦方程组转化为一系列偏微分方程，然后求解这些方程，得到电磁场的解析解。
然而，由于麦克斯韦方程组的复杂性，解析解往往难以获得。
在实际问题中，我们通常采用数值计算的方法，如有限元法和有限差分法等，来近似求解麦克斯韦方程组。
这些数值方法能够有效地求解复杂的电磁场问题，并得到电磁场的数值解。
总结起来，麦克斯韦方程组是电磁场理论的基础，描述了电磁场的演化和相互作用。
解析麦克斯韦方程组可以揭示电磁场的行为和性质，但由于方程组的复杂性，解析解往往难以获得。
浅谈麦克斯韦方程组的建立及启示
浅谈麦克斯韦方程组的建立及启示学号：1006020426 班级：通信四班姓名：王绥进摘要：麦克斯韦是继法拉第之后，集电磁学大成的伟大物理学家。
在前人工作的基础上，他对电磁学的研究进行了全面的总结，并提出了感生电场和位移电流的假设，建立了完整的电磁理论体系，为科学史的发展添上了浓墨重彩的一笔，他的物理研究方法及自身人格魅力也对后世产生了深远影响。
关键词：麦克斯韦方程组科学意义电磁理论特点正文：（一）麦克斯韦方程组简述1.积分形式这是1873年前后，麦克斯韦提出的表述电磁场普遍规律的四个方程.其中：（1）描述了电场的性质。
在一般情况下，电场可以是库仑电场也可以是变化磁场激发的感应电场，而感应电场是涡旋场，它的电位移线是闭合的，对封闭曲面的通量无贡献。
（2）描述了磁场的性质。
磁场可以由传导电流激发，也可以由变化电场的位移电流所激发，它们的磁场都是涡旋场，磁感应线都是闭合线，对封闭曲面的通量无贡献。
（3）描述了变化的磁场激发电场的规律。
（4）描述了变化的电场激发磁场的规律。
2.微分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。
（二）建立过程1845年，关于电磁现象的三个最基本的实验定律：库仑定律（1785年），安培—毕奥—萨伐尔定律（1820年），法拉第定律（1831-1845年）已被总结出来，法拉第的“电力线”和“磁力线”概念已发展成“电磁场概念”。
场概念的产生，也有麦克斯韦的一份功劳，这是当时物理学中一个伟大的创举，因为正是场概念的出现，使当时许多物理学家得以从牛顿“超距观念”的束缚中摆脱出来，普遍地接受了电磁作用和引力作用都是“近距作用”的思想。
1855年至1865年，麦克斯韦在全面地审视了库仑定律、安培—毕奥—萨伐尔定律和法拉第定律的基础上，把数学分析方法带进了电磁学的研究领域，由此导致麦克斯韦电磁理论的诞生.（三）麦克斯韦方程组建立的意义麦克斯韦将当时已发现的电磁场基本规律归纳为4个方程，分别以微分形式描述电场性质、磁场性质，揭示了变化的电场与磁场的关系、变化的磁场与电场的关系。
对麦克斯韦方程组的理解
对麦克斯韦方程组的理解以“对麦克斯韦方程组的理解”为标题，写一篇3000字的中文文章《麦克斯韦方程组》可以说是现代物理学的基石。
它是早在十九世纪的经典动力学之中提出的一个数学结构，其中包含了物理学中所介绍的几种力学基本概念，它被广泛应用于研究质点的运动与空间构造的确定。
这种方程可以用来描述实际物体的运动，也可用来描述物理现象的发展过程，比如，电磁学力学、量子力学、核物理学等等，是现代物理学的基石。
在物理学中，麦克斯韦方程组是一个表示物体状态的数学描述。
它由轨道运动方程、动量方程、能量方程和势能方程组成，主要用于描述实体物体动量与能量的相互作用，以及物体状态改变的几种可能性。
这个方程组涉及到的知识涉及到动力学、力学、热力学和统计物理学的概念和定义，并具有独特的本质：它以不确定性和统计描述性而著称。
麦克斯韦方程组有几个重要的特点：首先，它采用的是宏观的描述方法，把复杂的物理现象分解成几个基本的物理参量，以这些参量来描述物体的运动与变化，而这些参量实际上就是麦克斯韦方程式中要求解的参数；其次，这个方程组具有良好的统一性，它可以用来描述不同的物理系统，而且能够得到精确的解，并且可以将各种不同的物理系统容易地连接起来；第三，它可以较容易地应用以计算机技术来解决复杂的物理问题。
不仅如此，麦克斯韦方程也是数学思想和技术的基础，它定义了一组物理模型，用于表征物体的变形和运动。
它包括四个方程：动量方程、能量方程、质点运动方程和轨道运动方程。
它们是物理实质性的代数表述，可以用来描述物体的运动和状态，以及物理现象的发展过程。
麦克斯韦方程的解决方案可以被应用在各种物理学领域，包括宇宙学、粒子物理学、量子力学、复分析学和抽象代数学等等，它们提供了可靠的方法来理解物理现象和量化它们，并且可以解决许多现实世界中出现的复杂问题。
在现代科学发展的过程中，麦克斯韦方程组无疑是一个重要的存在，它不仅在物理学和数学学科中占据着重要的地位，而且已经应用于各种重要的科学领域，为现代科学的发展提供了重要的支持，已经成为现代物理学的基石。
关于麦克斯韦方程组的讨论
关于麦克斯韦方程组的讨论
麦克斯韦方程组，又称麦克斯韦方程，是以19世纪美国数学家威廉·麦克斯
韦的名字命名的一组与物理学和数学有关的运动方程。
它建立在特定的意义下，表述了宏观物理学的结构和机制。
麦克斯韦方程的基本思想是将物理世界的活动描述成一组微分方程，以具体的性质来解释物质在某一段早期到某一段后期范围内发生变化。
麦克斯韦方程组具有很强的计算效力，在物理学研究中有广泛的应用，涉及到
电磁场、电离层和非平面流动及几何三大部分。
特别是在描述磁场时，有它自己非常突出的特点，且其数学模型不论在抽象性质还是贴近实践都做得很好。
例如用来计算磁场的薛定谔—非线性方程的数值精度和时间变化的非常准确，这种优点无法用其他方式取得。
而且，麦克斯韦方程组也带来了许多概念，这些概念在物理学和数学领域被广
泛使用，例如狄拉克方程、笛卡尔函数、威拉姆函数和拉普拉斯变换等。
它也促进了线性非线性问题的研究，不仅在各种普遍存在的现象解释上带来了突破性的进步，而且也让物理学家和数学家们得以投入对微观和宏观物理系统的研究中去。
因此，麦克斯韦方程组无疑是一种重要的研究工具，它不仅可以揭示物理世界
的潜在内涵，而且能够更有效地分析复杂系统，提供有用的数学工具供物理学家使用。
也正是由于这种突出的表现而形成它广大的应用，值得各界人士期望与研究。
关于麦克斯韦方程组的讨论_1
1 稳恒电路中Maxwell 方程组与欧姆定律之间的矛盾 我们在讨论Maxwell 方程组时，通常引入电磁场矢势A 与标势ϕ，这样可以方便解决问题。
Maxwell 方程组为：ερ=⋅∇Et B E ∂∂-=⨯∇ 0=⋅∇BtE J B ∂∂+=⨯∇μεμ 由第三式“0=⋅∇B ”可知引入电磁场矢势A （A B ⨯∇=），代入Maxwell 方程组第二式可得：0)(=∂∂+⨯∇tA E 由上式又可引入电磁场标矢ϕ： t A E ∂∂+=∇-ϕ 可得： tA E ∂∂--∇=ϕ 将“AB ⨯∇=”和“t A E ∂∂--∇=ϕ”代入Maxwell 方程组： J t A t A A μϕμεμε-=∂∂+⋅∇∇-∂∂-∇)(222ερϕμεϕμεϕ-=∂∂+⋅∇∂∂-∂∂-∇)(222t A t t 采用“洛论兹规范 0=∂∂+⋅∇tA ϕμε”得到“达朗贝尔方程”： J t A A μμε-=∂∂-∇222 ερϕμεϕ-=∂∂-∇222t 在无界空间中达朗贝尔方程的推迟解为： ⎰'=v dv R ][41ρπεϕ ⎰'=v dv RJ A ][4πμ （式中r r R '-= ，i z i y i x r ++= 为电磁场某点的位矢，i z i y i x r ''+''+''=' 是源点的位矢；),(),(][t r R t r '=-'= ρρρ，),(),(][t r J R t r J J '=-'=是推迟势的习惯写法；积分范围是对场源所有的空间v '，式中c 表示光速）现在我们要提出的问题是：由洛仑兹规范得到的达朗贝尔方程，其推迟解A 、ϕ反过来能否一定满足洛仑兹规范“0=∂∂+⋅∇tA ϕμε”，虽说在电动力学教材中已严格证明了推迟解A 、ϕ是满足洛仑兹规范的，对此我还是有不同的看法。
对麦克斯韦方程组中二个问题的讨论
［］ １ 梁灿彬 ．电磁学 ［ ．北京 ： Ｍ］ 高等教育 出版社 ，１９ ． ９９
［］ ２ 陈俊华． 于麦 克斯 韦方 程组 的讨论 ［Ｊ ． 关 ］ 物理与工程 ， ０ ２ ２ ４ ：８ ０ ２０ ，１ （ ） １ —２ ［］ ３ 赵凯华 ，陈熙谋 ．电磁学 ［ ．北京 ：高等教育出版社 ， ０ ３ Ｍ］ ２０ ．
１１ 考察方程式 ・了：一 ． ｄ
・
设 想 闭合 曲线 Ｌ紧缩 为一 点 ， 应地 Ｓ变 成一 个 闭合 面． 意到在 这种 情况 相 注
・
ｄ ０ ７＝ ・ｊ＝ ｄ 否・；＝０ ｄ
・ ＝ ｃ ｃ为与 时间无 关 的常数 ） （
又 可知
即
・
如 果假设 在 某一 时刻 ｔ之前 ， 间到处 没有 电荷 电流 ， ｏ 空 也没有 电磁 场． 间的 电磁场 分布 是 在 ｔ时 刻后 空 。 由于 引进 电荷 电流而 出现 的． 么 ， ｔ时刻 之前 ， ０ 这 样一 来 ， 以后 任何 时刻 就都 有 Ｃ＝ ． 那 在 。 Ｃ＝ ． 在 ０ 因此
・ ＝
０
１２ 考察方程式 。７＝， ． ｄ ＋
收稿 日期 ： １ —１ ２ ２ １ １— ０ ０
・ｊ ｄ
作者简介 ： 惠民（ ９０ ） 男 ， 诸 １６ 一 ， 江苏无锡人 ， 高级教师
一
３１ —
设 想 合 凹 线 Ｌ紧 缩 为 一 点 ， 应 地 Ｓ变 成 一 个 刚合 面． 恿 到 在 这 种 情 况 Ｆ： 相 注
摘 要： 麦 克斯 韦方程 组 中两 个方程 式 的不独 立性 ， 讨论 并说 明只是 数 学上 的 一种 补 充作 用． 并 进一 步 阐明 了这 两个方程 式 的不 对称性 并 不与磁荷 及磁 流存 在 的可 能性相 矛盾 ．
写出麦克斯韦方程组的积分形式与微分形式,并说明每个方程的物理意义
写出麦克斯韦方程组的积分形式与微分形式,并说明每个方程的物理意义麦克斯韦方程组是电磁学领域中的基本方程组，描述了电磁场的行为，它由四个方程组成，分别是高斯定律、高斯磁场定律、法拉第电磁感应定律和安培环路定律。
1. 高斯定律（积分形式）：麦克斯韦方程组的第一个方程是高斯定律，它描述的是电场通过一个封闭曲面的总通量与内部电荷之比。
其积分形式可以表示为：\[\oint \vec{E}\cdot d\vec{A} = \frac{Q_{in}}{\varepsilon_0}\]这里，\(\vec{E}\) 表示电场，\(d\vec{A}\) 表示曲面元素，\(Q_{in}\) 表示封闭曲面内的净电荷，\(\varepsilon_0\) 是真空介电常数。
这个方程表明了电场对电荷的影响是通过电场通量来描述的。
物理意义：高斯定律说明了电场随着电荷的分布而改变，并且电场的分布是由电荷形成的。
通过对这个方程的理解，我们可以更好理解电场在空间中是如何形成和传播的。
2. 高斯磁场定律（积分形式）：麦克斯韦方程组的第二个方程是高斯磁场定律，它描述的是磁场通过一个闭合曲面的总磁通量等于零。
其积分形式可以表示为：\[\oint \vec{B}\cdot d\vec{A} = 0\]这里，\(\vec{B}\) 表示磁场，\(d\vec{A}\) 表示曲面元素。
这个方程表明了磁场不存在单极子，磁场线总是形成闭合曲线或形成环路的形式。
物理意义：高斯磁场定律说明了磁场的性质，它告诉我们磁场不存在孤立的单极子，而总是存在一对相等大小相反方向的磁极。
这个方程的理解对于磁场的性质和行为有很大的帮助。
3. 法拉第电磁感应定律（微分形式）：麦克斯韦方程组的第三个方程是法拉第电磁感应定律，它描述的是磁场变化所产生的感应电场。
它的微分形式可以表示为：\[\nabla\times \vec{E} = -\frac{\partial \vec{B}}{\partial t}\]这里，\(\nabla\times\) 是旋度算子，\(\vec{E}\) 表示电场，\(\vec{B}\) 表示磁场，\(t\) 表示时间。
对麦克斯韦方程组的探讨
另外，若导体不是理想导体(γ≠∞)，导体则要消耗一部 分功率，根据电场的边值关系，此时在紧贴内导体的介质 内，存在沿导线方向和垂直于导线的两个场强分量Et和En， 因而其坡印廷矢量亦有沿导线方向和垂直于导线的两个分 [4] 量St和Sn ，其中， St = En × H ， S n = Et × H ，则在长度为
s
（10）
I1 S A I3
ρ (a ≤ ρ ≤ b) 的场强E为 λ Eρ = eρ ， 2 περ
（13）式中 λ 为导线单位长度的电荷量。
（13）
I2
由内外导线间的电压可进一步导出场强E的表达式 b b λ λ b dρ = ln ， U = ∫ E ⋅ dρ = ∫ a a 2 περ 2 πε a U 则, Eρ = e 。 （14） b ρ ln ρ a
Discussion on Maxwell Equations
XIAO Zhi-jun
（Department of Vocational Education, Guizhou University, Guiyang Guizhou 550004, China）
【Abstract】Maxwell equations are basic equations of classic electromagnetism theory, which completely and systematically summarizes the fundamental law of electronmagnetic field, and by which each macroscopic problem of electronmagnetic field and be principally solved. This article, based on the law of conseration of charge, energy transfer, Bio-Savart law, variation principle and other fundamental laws, discusses the equivalence between Maxwell equations and the general laws of electromagnetic field, thus enhancing the understanding of general laws of electromagnetic phenomena reflected by Maxwell equations and being of certain reference value for the teaching of Maxwell equations. 【Key words】Maxwell equations；electromagnetic field；general laws
电动力学中麦克斯韦方程组的整理及讨论
电动力学中麦克斯韦方程组的整理及讨论引言大学中有关电动力学的学习，都离不开一个重要的方程--------麦克斯韦方程组。
麦克斯韦方程作为电磁场中核心定律引导我们更好的学习电动力学，并更好的从电磁场的角度来分析光学的相关知识。
更深一步的掌握麦克斯韦方程组，有助于我们学科的学习，为了更好的归纳，以下就从它的历史背景，公式推导，静电场，静磁场，电磁场等几个方面论述麦克斯韦方程组的重要应用。
一、历史背景伟大的数学家麦克斯韦和物理学家法拉第历史性的拥抱，麦克斯韦将法拉第实验得到电磁场存在的理论，用数学公式完美的表现出来，这就是伟大的麦克斯韦方程组。
1845年，关于电磁现象的三个最基本的实验定律：库仑定律（1785年），安培—毕奥—萨伐尔定律（1820年），法拉第定律（1831-1845年）已被总结出来，法拉第的“电力线”和“磁力线”概念已发展成“电磁场概念”。
1855年至1865年，麦克斯韦基于以上理论，把数学的分析方法引进电磁学的研究领域，由此导致麦克斯韦电磁理论的诞生。
二、真空中麦克斯韦方程的推导麦克斯韦方程之所以能够出现，是因为他在恒定场的基础上提出两个假设，他们分别是有法拉第电磁感应定律，认为变化的磁场可以激发电场；麦克斯韦位移电流假设，认为变化的电场可以激发磁场。
所以麦克斯韦利用库伦定律，高斯定理和相应的数学公式推出了电场的高斯定理的微分式（1）。
利用安培环路定理，毕奥—萨伐尔定律推导出微分式（3）。
利用了法拉第电磁感应定律和静电场方程推出了微分式（2）。
最后利用麦克斯韦的位移电流假说和电荷守恒定律推导出了微分式（4）。
三、介质中的麦克斯韦方程组介质中的电容率和磁导率不再是和而是改成和，并在此我们确定了两个物理量，分别是极化强度适量和磁化强度适量。
他们各自产生了极化电流和磁化电流，他们之间的关系式由微分形式表示为和。
根据以上关系式，并根据电荷守恒和诱导电流（极化电荷和磁化电流）分别得到电位移矢量和磁场强度。
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对麦克斯韦方程组的理解学生姓名：吴汉学号：20093380指导教师：黄维课程名称：电磁波原理二0一一年十二月摘要麦克斯韦（Maxwell）的电磁场理论是继牛顿之后又一次划时代的伟大成就，它的建立标志着电磁学的研究发展到了一个新阶段，并开拓了广泛的研究领域。
麦克斯韦在总结了电磁现象的实验规律和提出位移电流假设之后，把电磁理论总结为麦克斯韦方程组。
它既有实验基础，又是经科学分析和实验检验过的方程。
麦克斯韦方程组是研究电磁问题的基石，对于不同方向的研究所采用方程组的形式也不同。
同时，麦克斯韦方程组中蕴含着深刻的哲学思想。
关键词：电磁场理论，麦克斯韦方程组，积分，微分，复数，哲学思想目录摘要 (II)1麦克斯韦方程组的提出过程 (4)1.1 力线与恒定流速场类比的提出 (4)1.2 电磁以太力学模型的提出 (1)1.3 电磁场动力学理论的提出 (1)2 麦克斯韦方程组的三种形式 (6)2.1 麦克斯韦方程组的微分形式.......................................................... 错误！未定义书签。
2.1.1 麦克斯韦方程组的非限定形式 (3)2.1.2 麦克斯韦方程组的完备性 (3)2.2 麦克斯韦方程组的积分形式.......................................................... 错误！未定义书签。
2.3 麦克斯韦方程组的复数形式.......................................................... 错误！未定义书签。
3 麦克斯韦方程组中蕴含的哲学思想 (5)3.1 麦克斯韦方程组中的演绎与归纳 (5)3.2 麦克斯韦方程组建立在客观实在的物质基础上 (5)3.3 麦克斯韦方程组真理性的实践检验 (5)致谢 (6)参考文献 (7)1 麦克斯韦方程组的提出过程1.1 力线与恒定流速场类比的提出1856年，麦克斯韦完成了电磁学领域的第一篇论文——《论法拉第的力线》，文中他利用当时最先进的数学工具对电磁场中的力线做了几何解释，并将法拉第的力线考虑成不可压缩的流体运动的流线。
《论法拉第的力线》是麦克斯韦试图用数学工具表达法拉第学说的开端。
在论文中，麦克斯韦将法拉第的力线类比成不可压缩流体的流动。
论文的开头这样写道：“为了不用物理理论而得到思想，我们必须熟悉物理类比的存在，我指的是一种科学的定律和另一种科学定律之间的部分相似性，它使得这两种学说可以互相说明。
于是，所有数学科学都是建立在物理学定律与数的关系上。
因而，精密科学的目的，就是把自然界的问题简化为通过数学的运算来确定各个量，从最普遍的类比过渡到部分类比，我们就可以在两种不同的产生光的物理理论的现象之间找到数学形式的相似性。
[1]”该论文将电磁现象中的电位移矢量、电场强度矢量与电磁感应强度矢量、磁场强度矢量区分开来，使得电磁现象的描述中令人困惑的两类矢量各居其位，并推动了电磁理论工作的研究沿着正确的道路前进。
1.2 电磁以太力学模型的提出麦克斯韦于1862年发表了他的第二篇电学研究论文——《论物理力线》。
《论物理力线》一文试图将第一篇论文所作的类比研究进一步推进到建立电磁作用的力学模型。
他吸取了前人的思想，把传递磁相互作用的磁以太想象为一些分子涡旋，把传递电相互作用的电以太想象为分子涡旋之间与之啮合的可动的细微粒子。
靠着它们的啮合运动说明电流产生磁场、电磁感应以及静电作用。
在这个模型的基础上，麦克斯韦对变化的磁场能产生感应电动势的现象进行了深入的分析，认为即使不存在导体回路，变化的磁场通过媒介也会激发一种场，他称这种场为感应电场或涡旋电场。
同时麦克斯韦还发现：在连接交变电源的电容器中，电介质内并不存在自由电荷，也就是没有传导电流，但磁场却同样存在。
经过反复思考和分析，麦克斯韦毅然指出：这里的磁场是由另一种类型的电流形成的，这种电流存在于任何电场变化的介质中[2]。
麦克斯韦把这种电流称为“位移电流”。
这是一篇划时代的论文，它与1856年《论法拉第的力线》相比有了质的飞跃。
“涡旋电流”和“位移电流”的概念是这篇论文的杰出之处。
1.3 电磁场动力学理论的提出1864年，麦克斯韦向皇家学会提交了他的第三篇电学论文《电磁场的动力学理论》，这是一篇关于电磁场理论最重要的总结性论文。
通过前两篇论文关于力线与恒定流速场的类比研究以及电磁以太力学模型的阐述，麦克斯韦把握电场和磁场中最本质的特征就是涡旋电场、位移电流和电磁波的概念。
他感到需要在实验事实和普遍的动力学原理的基础上提出一个全新的理论框架——电磁场的动力学理论。
论文中他系统的总结了从库伦、安培到法拉第以及他自己的研究成果，提出了一共包含20个变量的二十个方程式，即著名的麦克斯韦方程组。
麦克斯韦从这些基本方程导出波动方程，证明了电磁波是一种横波，并求得电磁波的传播速度在空气中等于电量的电磁单位与静电单位之比，即等于空气或真空中的光速。
他由此得出结论：“这一速度与光速如此接近，看来我们有强烈的理由断定，光本身乃是以波的形式在电磁场中按电磁规律传播的一种电磁扰动”——这就是“光的电磁学说”[3]。
这样，早先法拉第关于光的电磁理论的朦胧猜想，由麦克斯韦把它变成了科学的严谨推论。
2 麦克斯韦方程组的三种形式2.1 麦克斯韦方程组的微分形式麦克斯韦基于四大定律（库仑定律、电荷守恒定律、安培环路定律和法拉第电磁感应定律）提出的麦克斯韦方程组形式如下所示ρ∂∇⨯=-∂∂∇⨯=+∂∇∙=∇∙=(2.1.1)(2.1.2)(2.1.3)0(2.1.4)V BE t DH J tD B其中E 表示电场强度（伏特/米），D 表示电位移矢量（库伦/平方米），B 表示磁感应强度（韦伯/平方米），H 表示磁场强度（安培/米），J 表示电流密度（安培/平方米），ρ表示电荷密度（库伦/立方米）[4]。
由麦克斯韦方程组可进一步导出电流连续性方程ρ∂∇∙=-∂(2.1.5)VJ t 。
2.1.1 麦克斯韦方程组的非限定形式由于取（2.1.1）式的散度，并使其对时间的积分为零可得到（2.1.4）式；取（2.1.2）式的散度，并利用电荷守恒定律（2.1.5）式可得到（2.1.3）式。
所以麦克斯韦方程组并不是独立的。
从（2.1.1）式到（2.1.5）式可以取（2.1.1）、（2.1.2）和（2.1.5）三个方程或者（2.1.1）、（2.1.2）和（2.1.3）三个方程作为独立方程，这样的3个独立方程称为麦克斯韦方程组的非限定形式。
2.1.2 麦克斯韦方程组的完备性因为一个矢量方程等效于3个标量方程，以上所述的3个独立方程实际上是由7个标量方程组成的。
每一个矢量函数有3个分量，所以就有16个未知标量函数。
显然要求这些未知量，3个独立方程是不足以构成一个完整的方程系的。
因此，麦克斯韦方程组中的3个独立方程是不完备的。
为了解出场量，必须附加一些条件，增加一些独立方程。
介质结构关系的引入就解决了这个问题。
例如，在各向同性的线性介质中，结构关系如下：εμσ===(2.1.6)(2.1.7)(2.1.8)D E B H J E其中，ε表示介质电容率，μ表示磁导率，σ表示电导率。
（2.1.6）至（2.1.8）式又给出了9个标量方程，16个未知量的16个独立方程使得麦克斯韦方程组变成限定的。
这样当结构关系已知时，麦克斯韦方程组是完备的[5]。
2.2 麦克斯韦方程组的积分形式对以上微分形式利用数学中的高斯公式和斯托克斯公式便可得到积分形式的麦克斯韦方程组。
∂∙=-∙∂∂∙=+∙∂∙=∙=⎰⎰⎰⎰⎰⎰ (2.2.1)()(2.2.2)(2.2.3)0(2.2.4)l slsssBE dl ds t DH dl J ds tD ds Q B ds相应的电流连续性方程为∙=-⎰ (2.2.5)sdQJ ds dt。
可以利用麦克斯韦方程组的积分形式推出两介质界面上的边界条件。
如下所示ρ=-=-==12121212(2.2.6)(2.2.7)(2.2.8)(2.2.9)t t t t s n n s n n E E H H J D D B Bρ⨯-=⨯-=∙-=∙-=12121212ˆ()0(2.2.10)ˆ()(2.2.11)ˆ()(2.2.12)ˆ()0(2.2.13)s s nE E nH H J nD D nB B 公式(2.2.6)至（2.2.9）式为电磁场边界条件的代数式，公式（2.2.10）至（2.2.13）式为电磁场边界条件的矢量式。
其中t 代表界面的切线方向，n 代表界面的法向方向。
2.3 麦克斯韦方程组的复数形式在谐变电磁场中，场量取如下形式ωω== (,,,)(2.3.1)(,,,)(2.3.2)j t j t E x y z t EeH x y z t He谐变电磁场的麦克斯韦方程组的复数形式可写为ωωρ∇⨯=-∇⨯=+∇∙=∇∙= (2.3.3)(2.3.4)(2.3.5)0(2.3.6)vEj B H J j D DB式中 E 、 H 、 D 、 B 和 J 都是复矢量，ρ v 是复数。
同时可以得出相应的电流连续性方程为ωρ∇∙=- (2.3.7)v J j 。
这些式子表明，采用复数形式后，各场量都换成了复矢量，而对时间变量的求导∂∂(/)t 则换成了简单的因子ωj 。
3 麦克斯韦方程组中蕴含的哲学思想3.1 麦克斯韦方程组中的演绎与归纳归纳与演绎是人类思维从个别到一般，又由一般到个别的最常见的推理形式。
归纳是从个别事实归纳出一般性结论，是一种有个别性前提过渡到一般性结论的推理形式。
麦克斯韦方程组正是由麦克斯韦经过系统得总结了从库伦、安培到法拉第以及他自己的研究成果基础之上而推导出来的一般性结论。
演绎是从一般原理走向个别结论的思维方法，是由一般性原则推导出个别结论的推理形式。
麦克斯韦方程组作为一般原理推导出电流连续性方程和波动方程等具体结论的过程即是对演绎这一概念的最佳诠释。
3.2 麦克斯韦方程组建立在客观实在的物质基础上物、物质无非是各种物的总和，而物质这一概念就是从这一综合中抽象出来的。
这就是说，物质将感官可感知的许多不同事物依照其共同的属性概括起来[6]。
虽然麦克斯韦方程组所揭示的电磁场不具有实物性，它也没有静止质量，但是电磁场同具有静止质量的实物一样，都是物质的一种特殊形式，是真实的客观存在的。
电场和磁场是基本的物理量，在实验中可以测量他们，并且场的这一思想已经成为人们认识和研究微观及宏观物质世界的一种重要思想。
因此，可以说麦克斯韦方程组是建立在客观实在的物质基础上的，不以任何人的意志而转移。
3.3 麦克斯韦方程组真理性的实践检验实践是检验真理的唯一标准。