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物理

經(jīng)典電磁學(xué)或經(jīng)典電動力學(xué)是理論物理學(xué)的一個分支

分類: 物理 常識詞典 編輯 : 常識 發(fā)布 : 11-17

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  經(jīng)典電磁學(xué)或經(jīng)典電動力學(xué)是理論物理學(xué)的一個分支,主要的研究對象是電荷和電流的電磁場及它們彼此的電磁相互作用。當(dāng)相關(guān)尺度和場強(qiáng)足夠大以至于量子效應(yīng)可忽略時(參見量子電動力學(xué)),這一套理論能夠?qū)﹄姶努F(xiàn)象提供一個非常漂亮的描述。有關(guān)經(jīng)典電磁理論的綜述以及物理概念的詳細(xì)解說可參見費(fèi)曼、萊頓和桑斯;帕諾夫斯基和菲利普;以及杰克遜等人的專著。

  經(jīng)典電磁理論主要發(fā)展于19世紀(jì),以詹姆斯·克拉克·麥克斯韋的成就達(dá)到頂峰。關(guān)于這部分的歷史可參見泡利、惠特克、派斯的有關(guān)敘述。

  Ribarič和Šušteršič在其著作《守恒律和經(jīng)典電動力學(xué)的未決問題》中基于當(dāng)前對經(jīng)典電磁理論的理解,考查了十二個至今尚未解決的電動力學(xué)問題;到目前為止,他們研究并引用了1903年至1989年間約240篇參考文獻(xiàn)。如杰克遜所言,經(jīng)典電動力學(xué)中最顯著的問題在于,我們只可能在如下兩種有限的情形下得到及討論基本方程的解:第一種情形為給出電荷和電流的分布,求解激發(fā)的電磁場;第二種情形為給出外部的電磁場,求解內(nèi)部帶電粒子和電流的運(yùn)動。而有時候這兩種情形會合二為一,此時的處理方法卻只能按次序進(jìn)行:首先在忽略輻射的情形下確定在外場中帶電粒子的運(yùn)動,然后將運(yùn)動粒子的軌跡作為輻射源的分布計算電磁輻射。很明顯,在電動力學(xué)中這種處理手段只能近似正確。進(jìn)一步來說,雖然麥克斯韋方程組本身是線性的,然而某些電學(xué)-力學(xué)系統(tǒng)中電荷和電流與它們所激發(fā)的電磁場之間的相互作用卻無法忽略,對于這類系統(tǒng)我們還不能從電動力學(xué)上完全理解。雖然經(jīng)過了一個世紀(jì)的努力,至今人們還沒能得到一組能夠被廣泛接受的描述帶電粒子運(yùn)動的經(jīng)典方程,同時也沒有獲得任何有用的實驗數(shù)據(jù)的支持。

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