Resumen de la teoría del campo electromagnético

La gente notó los fenómenos electromagnéticos primero a partir de sus efectos mecánicos. La ley de Coulomb establece que la fuerza electrostática entre cargas es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. A.-M. Ampere y otros también descubrieron que la fuerza entre elementos actuales también se ajusta a la relación del cuadrado inverso y propusieron la ley del bucle de Ampere. Partiendo del hecho de que esto es muy similar a la ley de gravitación universal de Newton, S.D. Poisson, C.F. Gauss y otros siguieron la teoría de la gravedad e introdujeron varios vectores de campo en los fenómenos electromagnéticos, como la intensidad del campo eléctrico, la densidad del flujo eléctrico (vector de desplazamiento eléctrico). ), intensidad del campo magnético, vector del campo magnético, etc. densidad, etc., y expresan estas cantidades como funciones de coordenadas espaciales. Sin embargo, en aquella época, estas cantidades eran sólo medios matemáticos propuestos para facilitar la descripción. De hecho, la interacción física entre cargas o corrientes se consideraba una interacción a distancia. Hasta M. Faraday, creía que los campos son existencias físicas reales. La electricidad o el magnetismo se transmite gradualmente a través de las líneas de fuerza del campo y finalmente actúa sobre cargas o corrientes. Descubrió la famosa ley de la inducción electromagnética en 1831 y la elaboró ​​con éxito utilizando un modelo de líneas de fuerza magnéticas. En 1846, M. Faraday también propuso la idea de que las ondas de luz son vibraciones de líneas de fuerza. J.C. Maxwell heredó y desarrolló estas ideas de Faraday, imitando los métodos de la mecánica de fluidos y adoptando formas matemáticas estrictas para reducir las leyes básicas del campo electromagnético a cuatro ecuaciones diferenciales, que se denominan ecuaciones de Maxwell. En la ecuación, Maxwell añadió el papel de la corriente de desplazamiento a la ley del bucle de Ampere. Creía que la corriente de desplazamiento también puede producir un campo magnético. Según este conjunto de ecuaciones, Maxwell también dedujo que la propagación de un campo lleva tiempo, y que su velocidad de propagación es un valor finito e igual a la velocidad de la luz. Así concluyó que las ondas electromagnéticas y las ondas de luz tienen las mismas propiedades. y previó la existencia de fenómenos de radiación electromagnética. El campo electrostático, el campo magnético constante y el campo eléctrico de una corriente constante en un conductor también se incluyen en las ecuaciones de Maxwell como casos especiales que no cambian con el tiempo.