《2019-2020年高中物理 《電磁場》教案 教科版選修1-1.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高中物理 《電磁場》教案 教科版選修1-1.doc（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高中物理 《電磁場》教案 教科版選修1-1 　　●本節(jié)教材分析 　　從理論上說，電磁學的核心內(nèi)容就是電磁場的概念和麥克斯韋的電磁場方程，但這些內(nèi)容非常抽象，在中學階段還沒有很好的辦法讓學生接受，只能要求學生對電磁場的理論有一個初步的定性的了解．教材突出了電磁場理論中最核心的內(nèi)容：變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場． 　　電磁場理論建立的歷史過程是對我們有極大啟發(fā)的激動人心的過程，適當介紹這一歷史過程對學生有教育作用，在思想方法上也會受益．我們可簡單介紹法拉第關(guān)于場的概念和法拉第的一些設想，介紹麥克斯韋的追求和電磁理論的提出、電磁波設想的提出，介紹赫茲對電磁波存在的實驗驗證． 　　電磁場理論的核心之一是：變化的磁場產(chǎn)生電場．教材從電磁感應現(xiàn)象中隨時間變化的磁場在線圈中產(chǎn)生感應電動勢談起．為了使學生容易接受，可做一個演示實驗，實驗裝置如圖所示．當穿過螺線管的磁場隨時間變化時，上面的線圈中產(chǎn)生感應電動勢，引起感應電流使燈泡發(fā)光．我們可提出問題：線圈中產(chǎn)生感應電動勢說明了什么？指出麥克斯韋認為變化的磁場在線圈中產(chǎn)生電場，正是這種電場在線圈中引起了感應電流．我們又提出問題：如果用不導電的塑料線繞制線圈，線圈中還會有電流、電場嗎？(有電場、無電流)再問：想象線圈不存在時線圈所在處的空間還有電場嗎？(有)這種逐步抽象化的方法可以幫助學生理解麥克斯韋的想法．要說明，麥克斯韋認為線圈只不過用來顯示電場的存在，線圈不存在時，變化的磁場同樣在周圍空間產(chǎn)生電場．要強調(diào)指出，麥克斯韋揭示了電磁感應現(xiàn)象的本質(zhì)——變化的磁場產(chǎn)生電場．對于電磁場理論的另一個核心——變化的電場產(chǎn)生磁場，在中學我們還沒有一個簡單的實驗能給予清楚的說明．可簡單介紹麥克斯韋繼承法拉第關(guān)于場是客觀存在、電場與磁場統(tǒng)一的思想，根據(jù)電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象的相似性和變化的磁場能產(chǎn)生電場的概念，經(jīng)過反復思考提出一個假設：變化的電場產(chǎn)生磁場．有了這一步，麥克斯韋就建立了完整的電磁場理論． 　　●教學目標 　　一、知識目標 　　1．知道麥克斯韋電磁場理論的重要地位． 　　2．知道變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場． 　　3．知道變化的電場和磁場形成一個互相聯(lián)系的統(tǒng)一場，即電磁場． 　　二、能力目標 　　1．認識規(guī)律的普遍性與特殊性． 　　2．掌握類比方法的使用． 　　三、德育目標 　　培養(yǎng)學生崇尚科學的精神． 　　●教學重點 　　變化的磁場產(chǎn)生電場． 　　●教學難點 　　變化的電場產(chǎn)生磁場． 　　●教學方法 　　演示推理和類比推理． 　　●教學用具 　　學生電源一臺，電磁鐵一塊，多匝線圈、燈座、小燈泡各一個，導線若干． 　　●課時安排 　　1課時 　　●教學過程 　　一、引入新課 　　振蕩電路中的能量有一部分要以電磁波的形式輻射到周圍空間中去，為什么電磁振蕩會產(chǎn)生電磁波呢？在19世紀60年代，英國物理學家麥克斯韋在總結(jié)前人研究成果的基礎上，建立了完整的電磁場理論，并且預言了電磁波的存在．這節(jié)課我們來學習麥克斯韋的電磁場理論． 　　二、新課教學 　?。垩菔荆葑兓拇艌霎a(chǎn)生電場．出示電路圖投影片，根據(jù)電路圖連接電路，接通電源，小燈泡發(fā)光． 　　［師］小燈泡為什么能發(fā)光？ 　?。凵萦捎诮蛔冸娏鳟a(chǎn)生的磁場在不斷變化，所以穿過線圈的磁通量不斷變化，在線圈中產(chǎn)生感應電動勢，形成感應電流，小燈泡發(fā)光． 　?。蹘煟蓦娐?線圈)中的電荷為什么能夠定向移動呢？ 　　［生］受電場力． 　?。蹘煟萆鲜鰧嶒灡砻?，變化的磁場在線圈里形成電場．若線圈斷開，線圈中有電流、電場嗎？ 　　［生］有電場、無電流． 　　［師］若線圈被拿走，它原來所處的空間有電場嗎？ 　　(學生對此問題可能難以回答，但這時提出變化的磁場能在其空間產(chǎn)生電場已是水到渠成的時候了．) 　　結(jié)論：變化的磁場產(chǎn)生電場． 　　［師］在lc回路中，振蕩電流可以在導線周圍、螺線管周圍產(chǎn)生磁場，那么電容器兩極板間的電場能否產(chǎn)生磁場呢？ 　　引導學生分析：lc回路中的振蕩電流發(fā)生變化時，電容器兩極板間的電場也發(fā)生變化．麥克斯韋根據(jù)電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象的相似性和變化的磁場能產(chǎn)生電場的事實，提出大膽的假設：變化的電場也能產(chǎn)生磁場，并且通過嚴密的理論推導證明這一結(jié)論的正確性． 　　結(jié)論：變化的電場產(chǎn)生磁場． 　　總結(jié)以上兩個結(jié)論，得出變化的電場和磁場是互相聯(lián)系的，形成一個統(tǒng)一的場叫電磁場． 　　三、小結(jié) 　　本節(jié)主要學習了以下內(nèi)容： 　　1．麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱． 　　(1)變化的磁場產(chǎn)生電場 　　(2)變化的電場產(chǎn)生磁場 　　2．電磁場：變化的電場和磁場相互聯(lián)系，形成一個統(tǒng)一的場． 　　四、作業(yè) 　　查閱資料了解麥克斯韋電磁理論的建立． 　　五、板書設計 　　 　　六、本節(jié)優(yōu)化訓練設計 　　1．關(guān)于磁場的產(chǎn)生，下列說法正確的是(　) 　　a．電場可以產(chǎn)生磁場 　　b．電荷可以產(chǎn)生磁場 　　c．運動的電荷可以產(chǎn)生磁場 　　d．周期性變化的電場可以產(chǎn)生磁場 　　2．關(guān)于電場的產(chǎn)生，下列說法正確的是(　) 　　a．靜止的磁體在空間某點可以產(chǎn)生電場 　　b．相對于空間某點運動的磁體可以在該點產(chǎn)生電場 　　c．電磁鐵一定能在空間某處產(chǎn)生電場 　　d．通有交變電流的電磁鐵可以在它周圍的空間產(chǎn)生電場 　　參考答案： 　　1．cd　2．bd 　　●備課資料 　　1．麥克斯韋電磁理論的建立 　　麥克斯韋(james clark mexwell，1831~1879)是英國的理論物理學家、數(shù)學家．1831年6月13日生于英國愛丁堡．他的父親是一個科學家，他從小就受到科學的熏陶，15歲時向英國皇家學會遞交數(shù)學論文，發(fā)表在《愛丁堡皇家學會學報》上，第一次顯露出他出眾的才華．1847年，他考入愛丁堡大學學習數(shù)學和物理學．1850年轉(zhuǎn)入劍橋大學，1854年畢業(yè)后留校工作，1856~1865年，他先后在阿丁見大學和倫敦皇家學院任教．1871年，麥克斯韋任劍橋物理實驗室主任，1874年，他主持建立的卡文迪許實驗室竣工，麥克斯偉任該實驗室首任主任．1879年11月5日，麥克斯韋在劍橋逝世． 　　麥克斯韋在電磁場理論方面的工作深受法拉第的影響．他信服法拉第的思想，決心為法拉第的場的概念提供數(shù)學方法的基礎．尤其是他在倫敦皇家學院任教期間，有機會拜訪了法拉第以后，更加強了他的這種信念．年輕的麥克斯韋以他卓越的數(shù)學才能和嚴密的邏輯推理，對法拉第的直觀形象的電磁場理論加以高度概括，并總結(jié)了當時電磁學的研究成果，建立了電磁場方程，確立了電磁場理論． 　　麥克斯韋關(guān)于電磁場理論共發(fā)表了四篇文章，即1855年發(fā)表的《法拉第力線》，1862年發(fā)表的《論物理的力線》，1865年發(fā)表的《電磁場動力學》和1873年發(fā)表的《電磁場通論》．由此可見，麥克斯韋對電磁場理論的建立經(jīng)過了長期的探索和研究，是實踐和理論的高度統(tǒng)一． 　　麥克斯韋電磁場方程組可以概括為以下的微分形式 　　 　　式中 是自由電荷的體密度， 是傳導電流密度， 是位移電流密度． 　　2．麥克斯韋方程的深刻啟示 　　麥克斯韋方程是描述電磁場性質(zhì)和運動變化規(guī)律的一組方程．麥克斯韋方程的建立宣告了電磁場理論的誕生，不僅具有深刻的理論意義，而且具有廣泛的應用前景，對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生了巨大而深遠的影響．在物理學中，電磁場理論是繼牛頓力學之后劃時代的偉大成就，麥克斯韋和法拉第由此當之無愧地被譽為19世紀最偉大的物理學家．在物理教學中，電磁場理論理所當然地成為不可或缺的重要基礎內(nèi)容，涉及幾門課程，其中電磁學課程承擔著建立麥克斯韋方程的重任．麥克斯韋方程形式簡捷，內(nèi)容廣泛，尤其值得強調(diào)的是，物理思想極為深刻，方法論教益非常豐富．我們認為，應該結(jié)合有關(guān)內(nèi)容的講授，把前輩大師創(chuàng)造性發(fā)現(xiàn)的精髓介紹給學生，這是歷史的啟示，寓意深遠，彌足珍貴，切切不可等閑視之． 　　(1)近距作用觀點的指導意義 　　自牛頓力學以來，尋找不同現(xiàn)象之間的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)各個局部的規(guī)律，并進而提供統(tǒng)一的理論解釋，已經(jīng)成為推動物理學發(fā)展的強大動力，成為一代代物理學家的持久追求．19世紀30年代，電磁學的基本實驗定律——庫侖定律、畢薩拉定律、安培定律、歐姆定律、法拉第電磁感應定律先后得出，建立統(tǒng)一電磁理論的條件已經(jīng)具備，時機已經(jīng)成熟． 　　面對著這一重大理論課題，出現(xiàn)了截然不同的兩種物理觀點和指導思想，提出了性質(zhì)根本不同的兩種問題，導致完全不同的結(jié)果． 　　以韋伯和諾埃曼為代表的超距作用觀點認為，電力和磁力是超越空間既無需媒質(zhì)傳遞又無需傳遞時間的直接作用．在他們看來，電磁場只是描述電磁作用的一種手段，并非客觀存在，因而也就不存在研究電磁場的問題．韋伯建立的超距作用電磁理論，把各種電磁作用都歸結(jié)為庫侖力以及運動電荷之間的作用力(后稱為韋伯力)，為靜電作用、電流作用和電磁感應(動生電動勢)提供了統(tǒng)一的解釋．但是，韋伯的超距作用電磁理論未能提出任何有價值的預言，又存在著機制上的困難，已經(jīng)成為歷史的遺跡，鮮為人知． 　　與當時占統(tǒng)治地位的超距作用觀點不同，法拉第通過電介質(zhì)對靜電作用的影響、物質(zhì)的抗磁性等大量實驗研究，認識到電磁作用與其間的介質(zhì)有關(guān)．法拉第設想，在帶電體、磁體或電流周圍存在著某種由它們產(chǎn)生的無處不在的力線(或場)，電磁作用正是通過力線(或場)傳遞的、需要傳遞時間的近距作用．法拉第在解釋他發(fā)現(xiàn)的電磁感應現(xiàn)象時，進一步把靜態(tài)的力線圖像發(fā)展到動態(tài)，并把電力線與磁力線聯(lián)系起來，他甚至猜測電磁作用以波動的形式傳播．在法拉第看來，力線(或場)是物理實在，具有種種物理性質(zhì)，發(fā)生種種物理過程．法拉第明確指出，力線是認識電磁現(xiàn)象必不可少的部分，甚至比產(chǎn)生或匯集力線的源(電荷，電流)更具有研究價值． 　　麥克斯韋繼承了法拉第徹底的近距作用觀點，他在1865年《電磁場的動力學理論》一文中明確宣告：“我所提議的理論可以稱為電磁場的理論，因為它必須涉及電或磁物體附近的空間，它也可以稱為是動力學的理論，因為它假設在該空間存在運動著的物質(zhì)，導致可觀察的電磁現(xiàn)象．”麥克斯韋指出：“電磁場是包含和圍繞著處于電磁狀態(tài)的物體的那一部分空間”，電磁場是“一種彌漫的物質(zhì)，密度很小但的確有，能運動，能以很大而有限的速度把運動從一部分傳遞到另一部分”． 　　由此可見，在截然不同物理思想的指引下，對隱藏在同樣的現(xiàn)象、規(guī)律背后的本質(zhì)有截然不同的理解和認識，從而使提出的研究課題，試圖尋找的統(tǒng)一理論根本不同，最終的結(jié)果必然南轅北轍，大相徑庭． 　　(2)類比方法的威力 　　有了正確的指導思想，那么如何著手呢，這里涉及研究方法的問題． 　　在19世紀四、五十年代，w．湯姆孫(開爾文)曾用類比方法研究電磁現(xiàn)象．他將靜電力分布與熱流分布類比，指出電力線與熱流線、等勢面與等溫面、電荷與熱源相對應．他還注意到電現(xiàn)象與彈性現(xiàn)象的相似性．稍后，亥姆霍茲則指出，電流的磁場與不可壓縮流體的流速有許多類似之處，例如都有旋渦．這些類比研究，發(fā)現(xiàn)了不同領域內(nèi)不同現(xiàn)象之間的相似，其意義不僅在于移植數(shù)學工具和表達方式，還在于暗示電磁作用，如同熱流與不可壓縮流體，是在空間經(jīng)某種連續(xù)介質(zhì)逐點依次傳遞，實現(xiàn)的非即時的，從而為近距作用觀點提供了支持． 　　1855~1856年，麥克斯韋發(fā)表了關(guān)于電磁場理論的第一篇論文《論法拉第力線》．受法拉第力線思想的影響和湯姆孫類比研究的啟發(fā)，同時察覺到韋伯超距作用電磁理論的內(nèi)在困難和不協(xié)調(diào)因素，麥克斯韋決心致力于建立近距作用觀點的電磁場理論．麥克斯韋從類比研究著手，在文章的開頭，系統(tǒng)而詳盡地回顧了流體力學關(guān)于不可壓縮流體運動的理論以及不可壓縮流體流經(jīng)有阻力介質(zhì)的理論．然后筆鋒一轉(zhuǎn)，將力線與流線、電荷磁極與源頭、場強與流速、場強疊加與流速疊加、場強分布與流速分布、場中介質(zhì)與流體運動的阻力等等，作了一系列的類比．通過類比，對于場(例如流速場、靜電場、恒定磁場)這種在一定空間范圍連續(xù)分布的客體，麥克斯韋不僅從總體上把握了它們的特征與區(qū)別(是否有源，是否有旋)，而且找到了描繪場的恰當數(shù)學工具(通量與環(huán)流，高斯定理與環(huán)路定理)．于是，原先紛繁雜亂的各種電磁量各居其位，突然變得清晰而有條理了，澄清了思想，為進一步的突破奠定了基礎． 　　應該指出，雖然類比研究能夠提供啟發(fā)，移植現(xiàn)成的物理概念、圖像以及數(shù)學工具和表達方式，有助于把握特征，澄清思想，使新開辟領域的研究工作得以打開局面，有所進展，但類比的本質(zhì)是猜測，類比提供的只是可能性而不是結(jié)論，類比研究是有限度的，關(guān)鍵在于進一步尋根究底，揭示本質(zhì)． 　　(3)深刻的洞察力和豐富的想象力 　　在《論法拉第力線》一文中，麥克斯韋在類比研究的基礎上，進一步把目光轉(zhuǎn)向電磁感應．麥克斯韋用變化磁場產(chǎn)生的渦旋電場來解釋電磁感應(感生電動勢)現(xiàn)象，把法拉第的物理思想與諾埃曼的定量表達式成功地結(jié)合在一起．渦旋電場為電磁感應的本質(zhì)提供了近距作用的解釋，揭示了電場與磁場內(nèi)在聯(lián)系的一個側(cè)面，擴大了人們對電場的了解(即除了靜電場外還有渦旋電場，兩者的產(chǎn)生原因與性質(zhì)都不同，前者由電荷產(chǎn)生，有源無旋，后者由變化磁場產(chǎn)生，無源有旋)．更重要的是，既然變化的磁場能產(chǎn)生渦旋電場，那么按照近距作用觀點，就必然會提出尋找它的逆效應這樣一個深刻的命題，即電場與磁場內(nèi)在聯(lián)系的另一個側(cè)面是什么，例如變化的電場是否會產(chǎn)生什么．(作為對比，由于超距作用觀點不承認場的客觀存在，關(guān)心的只是電與磁的相互作用，在他們看來，電流的磁效應和電磁感應正是電與磁相互作用的兩個側(cè)面，已經(jīng)完備，不再存在尋找新效應的問題)眾所周知，對這一問題的回答導致位移電流概念的提出，即認為變化的電場(與通常由電荷移動形成的電流一樣)也可以產(chǎn)生磁場． 　　1861~1862年，麥克斯韋發(fā)表了關(guān)于電磁場理論的第二篇論文《論物理力線》．為了更好地體現(xiàn)法拉第的力線思想，麥克斯韋意識到，需要形象具體地描繪傳遞電磁作用的、無所不在的電磁以太的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以此說明磁力線和電力線的性質(zhì)，并盡可能地統(tǒng)一解釋各種電磁現(xiàn)象．為此，麥克斯韋精心設計了電磁以太的力學模型，他用六角形的齒輪代表磁以太(在文中稱為“分子渦旋”)，用小圓圈代表分開磁以太的電以太(在文中稱為“細微粒子”)，兩者相互嚙合．麥克斯韋以設想，電以太會受到帶電體給予的電力(靜電場)或磁擾動引起的感應電力(渦旋電場)的作用，電以太的移動與電流相對應．麥克斯韋設想，磁以太會旋轉(zhuǎn)，與磁力線構(gòu)成右手螺旋關(guān)系，磁以太旋轉(zhuǎn)的角速度與磁場強度h成正比，磁以太的密度與磁導率μ成正比．利用這一電磁以太的力學模型，麥克斯韋成功地統(tǒng)一解釋了電流的磁場，靜電作用，電磁感應等現(xiàn)象．更重要的是，麥克斯韋發(fā)現(xiàn)，由于電場變化所導致的電以太位移的變化，像通常的電流一樣，也能產(chǎn)生磁場．即變化的電場也能產(chǎn)生磁場，這就是麥克斯韋期待已久的變化磁場產(chǎn)生渦旋電場的逆效應，位移電流概念由此應運而生．至此，通過電磁以太的力學模型，隱藏在電磁現(xiàn)象深處的電場與磁場內(nèi)在聯(lián)系的兩個側(cè)面，終于被麥克斯韋完整地揭示了出來． 　　如果說渦旋電場概念是為感生電動勢提供的近距作用解釋，受到許多電磁感應現(xiàn)象的支持，那么位移電流概念在當時則是并無任何實驗依據(jù)的大膽理論解釋．渦旋電場與位移電流表明，電磁場是具有內(nèi)在聯(lián)系的相互制約的統(tǒng)一體，它們?yōu)殡姶艌龅膫鞑ァ姶挪ㄌ峁┝宋锢硪罁?jù)．由此，在《論物理力線》一文中，麥克斯韋進一步把由電磁以太構(gòu)成的彈性媒質(zhì)的切變模量、密度與它的介電常數(shù)、磁導率相聯(lián)系，得出在該彈性媒質(zhì)中(即在真空中)傳播的橫波——電磁波的速度等于真空中光速c的重要結(jié)論，從而證明光波就是電磁波，把光現(xiàn)象納入了電磁領域． 　　眾所周知，未知世界常常表現(xiàn)出傳統(tǒng)觀念所意想不到的某種屬性，這就需要廣開思路，不受束縛，大膽地想象、猜測、假設，需要有革故鼎新甚至樹立異端的勇氣．當然，想象、猜測、假設并不是漫無邊際隨心所欲地胡思亂想，它是在認真地考查已知的各種現(xiàn)象和規(guī)律，全面地審查各種現(xiàn)有理論的成敗，細微地衡量各種可能解釋的利弊得失后提出來的．這就需要有非凡的理論氣魄、深刻的洞察力和豐富的想象力，只有這樣才能把握本質(zhì)、獨辟蹊徑、開拓創(chuàng)新．麥克斯韋設想的電磁以太力學模型，建立的渦旋電場和位移電流概念為基礎，得出的光波就是電磁波的結(jié)論，為我們提供了光輝的例證． 　　當然，麥克斯韋也清醒地意識到，電磁以太的力學模型難以令人信服，具有暫時的性質(zhì)，一旦由它們孕育的胎兒——位移電流和電磁波呱呱墜地、健康成長，即可滌蕩而去．于是，在1865年的《電磁場的動力學理論》一文中，麥克斯韋直截了當?shù)靥岢鲆噪姶艌鰹檠芯繉ο?，給出了著名的麥克斯韋方程，電磁場理論從此誕生． 　　(4)恰當?shù)臄?shù)學表述 　　眾所周知，電荷產(chǎn)生的靜電場和電流產(chǎn)生的恒定磁場的性質(zhì)，可以分別用相應的高斯定理和環(huán)路定理定量地表述，前者有源無旋，后者無源有旋．考慮到電場、磁場與實物的相互作用后，電荷有自由電荷與極化電荷(束縛電荷)之區(qū)分，電流有傳導電流與磁化電流之區(qū)分(在非恒定情形還有極化電流)，但靜電場與恒定磁場的性質(zhì)并無變化，只是需要補充描繪實物性質(zhì)的介質(zhì)方程，以使之完備．由于在靜止或恒定條件下，電磁場是客觀存在還是僅僅是描繪手段無從斷定，上述結(jié)論是超距和近距作用觀點都可以接受的． 　　麥克斯韋建立的渦旋電場概念表明，除了電荷產(chǎn)生的電場外，還有變化磁場產(chǎn)生的渦旋電場，前者有源無旋，后者無源有旋，兩者之和的總電場是有源有旋的．麥克斯韋建立的位移電流概念包括兩項，其一是變化電場產(chǎn)生的磁場，另一是在非恒定情形極化電流產(chǎn)生的磁場，均無源有旋．麥克斯韋給出了渦旋電場與位移電流的定理表述，并把它們分別補充到靜電場的環(huán)路定理和恒定磁場的環(huán)路定理之中，由此建立了麥克斯韋方程．應該強調(diào)指出，麥克斯韋方程不只是靜場方程的單純補充修正，而是有了質(zhì)的飛躍．因為麥克斯韋方程除了不再受靜止、恒定條件的限制外，更重要的是，它不僅描繪了電磁場的性質(zhì)，而且揭示了電場與磁場的內(nèi)在聯(lián)系以及電磁場變化和運動的規(guī)律． 　　麥克斯韋在《電磁場的動力學理論》一文中給出的方程，是用直角坐標分量形式表示的由20個方程構(gòu)成的涉及20個變量的完備方程組，其中包括電磁場方程組、介質(zhì)方程和電荷守恒定律(在麥克斯韋之后，經(jīng)過赫茲和亥維賽等人的不斷加工提煉，才得出形式如當今教科書中的麥克斯韋方程)．在給出麥克斯韋方程之后，在該文中緊接著由方程嚴格證明，電磁波的傳播速度v＝ ，再次得出在真空中電磁波傳播速度等于光速c的結(jié)論．在該文中以及在后來的巨著《電磁通論》中，麥克斯韋討論了一系列重要的具體問題，作出了許多預言，它們的實踐最終證明電磁場的客觀存在，證明電磁場理論的正確性，宣告近距作用觀點勝利． 　　定量表述是物理理論成熟的重要標志．揭示物理本質(zhì)的重要概念必須嚴格定義精確表述，通過概念間關(guān)系表達的定理、定律、原理等等必須有恰當?shù)亩啃问?，這是嚴謹物理理論的基本要求．因為只有這樣，才能為相關(guān)的現(xiàn)象和規(guī)律提供定量的解釋和預言，同時，也才能使物理理論自身的是非真?zhèn)?、成立條件、適用范圍等得到定量的檢驗和界定．值得指出的是，適用于不同領域的物理理論的數(shù)學工具和描繪手段，是千變?nèi)f化各具特色的，需要根據(jù)各自的特點尋找或創(chuàng)立．在建立麥克斯韋方程時，矢量分析并不是已有的現(xiàn)成數(shù)學手段，實際上麥克斯韋、亥維賽等物理學家都對矢量分析做出了重要的貢獻． 　　普朗克在麥克斯韋誕辰一百周年(1931年)時指出：“在每一學科領域都有一些特殊的個人，他們似乎具有天賜之福，他們放射出一種超越國界的影響，直接鼓舞和促進全世界去探求．麥克斯韋是他們當中屈指可數(shù)的一位．”麥克斯韋一生有許多重要的貢獻，麥克斯韋方程的建立更是集中反映了他的超人智慧，它給予后人的深刻歷史啟示將永遠熠熠生輝