當(dāng)前位置:首頁(yè)>科技>如何從麥克斯韋方程組中得出光速
發(fā)布時(shí)間:2025-10-27閱讀(0)
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物體有一種叫做電荷的的屬性 ,對(duì)于帶負(fù)電荷的大型物體來(lái)說(shuō),這意味著它的電子比質(zhì)子還多。如果我們有一個(gè)帶電荷的靜態(tài)物體,它只會(huì)影響其他電荷;如果我們有一個(gè)靜態(tài)磁鐵,它只會(huì)影響其他磁鐵,而不會(huì)影響電荷。但如果我們有一個(gè)移動(dòng)的電荷,它會(huì)影響磁鐵;如果我們有一個(gè)移動(dòng)的磁鐵,則它會(huì)影響電荷。這就是這四個(gè)方程告訴我們的最簡(jiǎn)單的描述。
第一個(gè)方程稱(chēng)為高斯定律,它告訴我們電荷分布與電場(chǎng)的關(guān)系。其中ε是真空介電常數(shù),它可以被認(rèn)為是自由空間對(duì)電場(chǎng)形成的阻力。第二個(gè)方程被稱(chēng)為 高斯磁定律,它告訴我們通過(guò)任意封閉曲面的磁通量為零。第三個(gè)方程稱(chēng)為法拉第感應(yīng)定律,它告訴我們變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)。第四個(gè)方程是麥克斯韋-安培定律,它告訴我們磁場(chǎng)可以由兩種方法生成。等式右邊第一項(xiàng)描述了第一種生成磁場(chǎng)的方法:電流,其中μ是真空磁導(dǎo)率,它被認(rèn)為是自由空間允許磁力線穿透的能力。等式右邊第二項(xiàng)描述了生成磁場(chǎng)的第二種方法:變化的電場(chǎng),電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)的想法是麥克斯韋對(duì)安培定律的補(bǔ)充。 光速的推導(dǎo)而后,我們就可以把第四個(gè)方程代入式,得到:
真空中的麥克斯韋方程組中的第一個(gè)方程告訴我們,電場(chǎng)E的散度為零,因此我們就有:
我們知道一般的波動(dòng)方程的形式如下:
所以光速公式所說(shuō)的是這個(gè)波的速度與真空介電常數(shù)和真空磁導(dǎo)率有關(guān),這有什么意義嗎? 真空介電常數(shù)的數(shù)值為8.8542×10^-12,真空磁導(dǎo)率的數(shù)值是4π×10^-7。我們把這兩個(gè)數(shù)值代入公式中,可以得到光速為299792252m/s。 |
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