AEEA 天文教育資訊網

上網探索宇宙的好選擇 !   Activities of Exhibition and Education in Astronomy.

2002 年 7 月 18 日

什麼是相對論？ (18) 馬克士威方程式
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明: 馬克士威 (James Clerk Maxwell, 1831 - 1879) 是 19 世紀最偉大的數學家和物理學家之一。 他利用法拉第實驗發現的電磁感應現象，得以對電磁場精確地描述。他更進一步地假設電磁場一致作用， 產生一種新的能量，稱之為「輻射能」。 1864 年，馬克士威統合了原有電學和磁學的理論完成完整的電磁理論， 現稱之為「馬克士威方程式 (Maxwell's equations)」， 在電磁學中馬克士威方程式的重要性猶如力學中的 牛頓運動定律 一樣具有權威性。 這理論預測有「電磁波」的存在，在真空中以光速傳播， 馬克士威認為光波的本質是 電磁波， 而非機械波。 1887 年赫茲 (Heinrich Hertz, 1857 - 1894) 發現電磁波， 因此電磁波成為近代科學研究的重要一支。
        馬克士威方程式統整和修正了原有磁學中的 安培定律 (▽ x H = 4π/c J + 1/c ∂ D / ∂ t) 和 法拉第定律 (▽ x E = -1/c ∂ B / ∂ t)， 以及原有電學中的高斯定律 (▽ • D = 4π ρ ) 和 歐姆定律 (▽ • B = 0 ) ，式中描述的磁場強度 H，電場強度 E， 電位移 D (D = ε E)， 電荷密度 ρ，傳導電流 J (J = σ E)，B = μ H， ε 是介質的電容率，μ 是磁導率， 向量運算子 ▽ ≡ (∂ /∂ x , ∂ /∂ y , ∂ /∂ z ) 。 在真空中 ε0 與 μ0 又和光速 c 有 ε0 μ0 = 1 / c2 的關係。 上圖是馬克士威的畫像。　

明日主題 : 什麼是相對論？ 洛仁子變換
前一天主題 天文學名詞解釋 每日主題庫、主題分類介紹 天文展演教學模型、天文教學媒體製作、遠距遙控觀測模擬、展示場展覽介紹 天文學基本認識、天文觀測活動、九年一貫天文輔助教材教案、天文史哲介紹、動手作天文等教育活動 主題課程、Q&A、天文新知介紹、遠距天文教學輔導、FAQs、數理與自然探究 天文相關網站 E-mail 給主編、提問題和看法、與 AEEA 互動 後一天主題

作者與主編 : 陳輝樺 、 王夕堯
諮詢服務: 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)

本網站所有圖片未特別聲明者，都是取材自美國太空總署 (NASA) 網頁 ，請勿作商業用途使用。
本網站由行政院國家科學發展委員會科教處贊助。