맥스웰 방정식

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맥스웰 방정식 [Maxwell's equations]

물리학 | 브리태니커

전기장과 자기장의 발생과 상호관계를 기술하는 4개의 방정식.

19세기 물리학자인 제임스 클럭 맥스웰은 실험법칙을 표현하는 이들 4개의 식을 사용해 전자기파를 기술했다. 이 4개의 식이 뜻하는 바는 각각 다음과 같다. ① 전기장은 전하로부터 발산해가는 것으로 쿨롱힘 을 표현한다. ② 자석의 극은 N극과 S극이 서로 분리되어 존재하지 않으며 양극 사이에는 자기력이 작용한다. ③ 자기장의 세기를 변화시키면 전기장이 발생된다. 이것은 패러데이의 유도법칙으로 표현된다. ④ 전기장을 변화시키거나 도선에 전류가 흐르면 회전하는 자기장이 생긴다. 이는 앙페르 법칙 을 확장하여 전기장 변화에 따르는 효과를 포함시킨 것이다.

이 방정식을 MKS 단위계에서 수학적으로 표현하면 벡터 연산자인 컬(×)과 다이버전스(·)를 이용하여 이 표현식에서 그리스 문자 ρ는 전하밀도를 나타내며, J는 전류 밀도를, E는 전기장의 세기, B는 자기장의 세기, D와

H는 E와 B에 비례하는 어떤 양을 가리킨다. 위에 해당하는 맥스웰의 방정식은 각각 ① ·D=ρ, ② ·B=0, ③ ×E=－∂B/∂t, ④ ×H=∂D/∂t ＋J이다.

그래디언트

컬

다이버전스