电位移矢量 法拉第电磁感应定律

电动力学：电磁现象的深度探索

电动力学，通常称为经典电动力学，是研究电磁场基本属性、运动规律以及电磁场与带电物质相互作用的学科。人类对自然界认识得最深入且应用广泛的是电磁相互作用，电动力学的研究具有特殊的重要性，其理论渗透到物理学的各个分支。

1. 认知过程

人类对电磁现象的认知，从静电、恒磁和似稳电流等特殊现象逐步扩展，探讨了静电、感应、极化等具体现象的一般性问题。18世纪末到19世纪前期，总结出了电和磁的一些基本定律，为描述带电体之间和磁体之间的相互作用奠定了基础。

19世纪中叶，随着场观念的引入，电磁场被视为传递电磁相互作用的客观存在。麦克斯韦方程组的出现，为描述电磁现象提供了普遍的框架。现在，人们普遍接受电磁场是物质存在的一种形态的观点。

2. 基本规律

电动力学的核心是电磁现象的基本规律，主要包括麦克斯韦方程组、电荷守恒定律、洛伦兹力公式以及介质中的麦克斯韦方程组和介质的电磁性质。

麦克斯韦方程组描述了电磁场变化的基本规律，从库仑定律、毕奥-萨伐尔定律和法拉第电磁感应定律等实验定律中提取了带普遍性的因素。电荷守恒定律保证了封闭系统中总电荷的不变性。

洛伦兹力公式则描述了电磁场对电荷电流的作用。介质中的麦克斯韦方程组则考虑了电磁场与介质的相互作用，以及介质的极化和磁化过程。

电动力学还涉及到介质的本构方程，它们是描述介质电磁性质的公式。

3. 广泛的应用领域

电动力学解决的问题相当广泛，包括静电场和恒磁场的分布、介质在电磁场中的受力、带电粒子在电磁场中的运动、电磁波的传播与散射等。电动力学的方法论意义重大，是培养相关领域人才的重要素材。

电动力学还是物理学各分支的理论基础，是其他科学技术发展的重要推动力。它不仅揭开了物质电磁性质研究的帷幕，还在电子显微镜开发、通信技术、雷达技术、等离子体和超导体研究等方面提供了重要的理论基础。

4. 经典电动力学的局限性

虽然经典电动力学在许多领域取得了成功，但当应用到微观领域时，也遇到了严重的困难。例如，经典电动力学无法解释电子在原子核周围的稳定运动。这主要是因为经典电动力学在描述带电物质和电磁场时，只反映了粒子或波动的一面。

随着量子理论的发展，量子电动力学将麦克斯韦方程组量子化，为解释微观电磁过程提供了精确的理论基础。

5. 推荐书目

1.《经典电动力学》杰克逊 J D. 朱培像译

2.《电动力学》郭硕鸿著

3.《电动力学简明教程》俞允强著

以上内容摘自《大百科全书（第2版）》第5册。