麦克斯韦方程组的对称性和协变性 邵继红 , 吴正中 , 唐旭东.pdfVIP

2 0 0 1 年1 1 月 ( ) Nov. 2 0 0 1 安庆师范学院学报 自然科学版 第 7 卷第 4 期 . 7 . 4 ( ) Vo l NO J ourna l of Anq ing Tea che rs Co llege Na tura l S c ience 麦克斯韦方程组的对称性和协变性 邵继红, 吴正中, 唐旭东 (淮南工业学院 物理教研室, 　安徽 淮南　232001) 　　摘　要: 麦克斯韦方程组有优美的对称性和协变性。这里我们用洛仑兹变换及电磁场量的 变换直接验证麦克斯韦方程组在洛仑兹变换下为不变式。 关键词: 麦克斯韦方程; 对称性; 协变性 ( ) 中图分类号: O 441. 　　文献标识码: A 　　文章编号: 1007- 4260 2001 04- 0049- 03 　　麦克斯韦于 1865 年完成了他的论文“电磁场的一个动力学理论”。在这篇论文中提出了电磁场的 八个基本方程, 全面概括了电磁场运动的特征。引入了位移电流, 指出了电磁场的存在及传播规律。这 些光辉的预见, 后来都被实验完全证实。 麦克斯韦方程组充分表现了电场和磁场的对称性和协变性, 从而体现了自然世界优美的对称性和 协变性。 1　麦克斯韦方程组的对称性 麦克斯韦方程组可以概括整个电磁学规律, 它具有优美的对称性[1, 2 ] : B × = - ( 1) E t E × = + (2) B 0J 0 0 t · = (3) E 0 · = 0 (4) B 麦克斯韦方程组反映普遍情况下电荷电流激发电磁场以及电磁场内部矛盾运动的规律。它的主要 特点是揭示了变化电磁场可以互相激发的运动规律, 从而在理论上预言了电磁场的存在, 并指出光就 是一种电磁波。麦克斯韦方程组还揭示了电磁场可以独立于电荷之外单独存在, 这就更加深了我们对 电磁场物质性的认识。 麦克斯韦方程组是宏观电磁现象的理论基础, 它的应用范围及其广泛, 利用它原则上可以解决各 B E 种宏观电磁现象。电磁场的计算都可以归结为对这组方程的求解过程。稳恒电磁场只不过是 = 0,