Równania Maxwella – cztery podstawowe równania
elektrodynamiki klasycznej
sformułowane przez
Jamesa Clerka Maxwella
. Opisują one właściwości
pola elektrycznego
i
magnetycznego
oraz zależności między tymi
polami
.
Z równań Maxwella można wyprowadzić m.in.
równanie falowe
fali elektromagnetycznej
propagującej (rozchodzącej się) w
próżni
z
prędkością światła
.
Równania Maxwella
gdzie:
Szczególne przypadki
W ośrodkach liniowych
W wielu materiałach przy niezbyt dużych natężeniach pola D i B zależą liniowo od E i H :
gdzie:
ε –
przenikalność elektryczna
μ –
przenikalność magnetyczna
W ogólnym przypadku przenikalność elektryczna i magnetyczna jest
tensorem
. Oznacza to, że D do E lub H do B nie są równoległe. Ale w większości przypadków materiały są izotropowe i wówczas ε i μ są skalarami (liczbami), wówczas równania Maxwella przyjmują uproszczoną postać.
W próżni
Próżnia
jest ośrodkiem liniowym, izotropowym. Przenikalność elektryczną próżni oznacza się przez ε0, a przenikalność magnetyczną próżni przez μ0. W próżni nie ma ładunków (ρ=0) i nie płynie
prąd
(j = 0). Wówczas równania Maxwella upraszczają się do postaci:
Z równań tych widać, że zmienne pole elektryczne w próżni wywołuje zmienne pole magnetyczne, a zmienne pole magnetyczne wywołuje zmienne pole elektryczne. Zmiany te w postaci
fali elektromagnetycznej
rozchodzą się z prędkością
- .
Prędkość tę, mimo że dotyczy wszystkich fal elektromagnetycznych, nazywa się
prędkością światła
.
W roku
1888
Heinrich Hertz
przeprowadził po raz pierwszy eksperyment, w którym były wytwarzane i odbierane fale elektromagnetyczne, dowodząc tym samym ich istnienia i potwierdzając słuszność równań Maxwella.
Równania Maxwella w układzie
CGS
Zobacz też