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从位移电流到推出电磁波中间缺失的一个环节 关键字：电磁波 电场 磁场 麦克斯韦 位移电流 作者： 吴兴广 一 ，位移电流的提出："人们讨论电流产生磁场的时候，指的总是传导电流，也就是在导体中自由电子运动所形成的电流。麦克斯韦在研究中感到这个旧概念存在很大的矛盾。比如在连接交变电源的电容器中，电介质里并不存在自由电荷，也就是没有传导电流，但是磁场却同样存在。麦克斯韦经过反复思考和分析，毅然指出，这里的磁场是由另一种类型的电流形成的，这种电流在任何电场变化着的电介质中都存在，它和传导电流一起，形成了闭合的总电流。麦克斯韦通过严密的数学推导，求出了表示这种电流的方程式，把它称做位移电流。" 二，按照位移电流的概念，任何随时间而变化的电场，都要在邻近空间激发磁场。一般说来，随时间变化的电场所激发的磁场也随时间变化。概括地讲：充满变化电场的空间，同时也充满变化的磁场。按照感应电场的概念，任何随时间而变化的磁场，都要在邻近空间激发感应电场，一般说来，随时间变化的磁场所激发的电场也随时间变化。因而，充满变化磁场的空间，同时充满变化的电场。 这两种变化的场，电场和磁场，永远互相联系着，形成了统一的电磁场。在此基础上麦克斯韦又预言了电磁波(变化电磁场在空间的传播)的存在，且算出电磁波的传播速度与光速一样。这些预言于1888年为赫兹用实验得到证实。 奥斯特发现电流的磁效应，麦克斯韦发现了连接交变电源的电容器的磁效应。变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，那么变化的电磁场为什么能够在空间传播呢？麦克斯韦是怎么想到电磁场向波一样传播的呢？首先，麦克斯韦发现了连接交变电源的电容器的磁效应，这是与电流的磁效应一样的实验，不是麦克斯韦先提出位移电流，然后假设位移电流产生磁场。电能产生磁；其次，法拉第发现电磁感应的两个线圈实验，当一个线圈通电或断电的瞬间，另一个线圈（没有铁环）中也会出现电流。同理，连接交变电源的电容器产生变化的磁场，变化的磁场能够在旁边的电介质中产生电场。如果产生的电场是变化的，那么在这个‘旁边的电介质'中又会产生磁场，如果旁边又有电介质，就会周而复始传下去。这样电磁感应就与电磁波联系起来了。麦克斯韦提出真空中的以太就相当于电介质。 虽然很简单，我还是起鼓勇气写出不来了，对错勿笑。假设电磁波的传播就向器连接交变电源的电容器产生磁效应，而这个电容器周围布满不连电源的电容器，就这样变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，变化的电场又产生磁场，一直传播下去，那么，连接交变电源的电容器的靠近旁边电容器的运动，1如果奥斯特实验中导线运动时，磁场是与导线一起运动，那么不影响电磁场与连接交变电源的电容器的一起运动；2造成两电容器间空间的缩短，造成电磁波相对速度的改变；3连接交变电源的电容器的运动不影响电磁波在旁边电容器的传播。 |
