麥克斯韋方程組包括以下四個公式:
高斯定律公式表達為:電荷產生的電場通過任意閉合曲面的電通量等于曲面內電荷量的總和。公式為:∮E·dS = q/ε?,其中E表示電場強度,dS是閉合曲面上的面積元,q是曲面內的凈電荷量,ε?是真空介電常量。這個公式描述的是電場與電荷分布的關系。
高斯磁通定律指出:磁場是無源場,不存在孤立的磁荷,也就是說磁力線沒有起點和終點,只能通過閉合的磁力線環路存在。公式表達為:對于一個封閉的任意曲面來說,磁感應強度矢量在這個曲面上所有的積分之和為零。公式為:∮B·dS = 0,其中B表示磁感應強度矢量,dS是閉合曲面上的面積元。這一公式描述的是磁場與磁力線分布的特性。
法拉第電磁感應定律指出磁場與電場間的交互關系。當某一電路內的磁場發生變化時,會在電路周圍產生感應電動勢。公式為:-dΦ/dt = ε,其中Φ是磁通量,ε是感應電動勢,負號表示感應電動勢方向與回路中原有磁場方向相反。這一公式揭示了電磁感應的基本原理。
安培環路定律描述了電流與磁場的關系。公式為:∮B·dl = μ?I + μ?εε?,其中B表示磁場強度矢量,dl是環路上的線元素長度,I是穿過環路的電流,μ?是真空磁導率,ε是環路內的電場變化量。這個公式揭示了磁場與電流之間的關系以及磁場如何受到電場變化的影響。這四個公式共同構成了麥克斯韋方程組的完整表達。這些公式在電磁學領域有著廣泛的應用,有助于理解電磁場的基本原理以及電磁現象的物理本質。