麥克斯韋的電磁定律包括四個基本原則,它們是:
高斯定律:描述了電場中電荷與電場線之間的關係。如果一個閉合曲面內的電荷總量為Q,那麼穿過這個曲面的電通量Φ與Q成正比,比例係數為真空電容率(絕對介電常數)ε_0。這意味著,只要閉合曲面記憶體在淨餘電荷,穿過它的電場線數量就不會為零。
磁場的高斯定律:描述了磁場中電荷與磁感線之間的關係。在磁場中,由於不存在磁單極子,穿過任何閉合曲面(包括空間中任意閉合曲面)的磁通量總是為零,表明磁場是無源場。
法拉第電磁感應定律:描述了磁場變化產生電動勢(或稱為「磁生電」)的現象。這個定律最初是基於觀察的實驗定律,後來被麥克斯韋的電磁場理論所解釋。
麥克斯韋-安培定律:將安培的環路定理推廣到包括電流和電荷的情況,描述了電流和電荷產生磁場的方式。這個定律表明,電流和電荷在產生磁場的同事,也受到磁場的作用力。
這些定律共同構成了電磁學的基礎,解釋了電場、磁場和電磁波的性質和相互作用。麥克斯韋的電磁定律是現代物理學的重要組成部分,廣泛套用於電磁學、電子學和通信技術等領域。