于是,如果我们在空间中做一个闭合曲面,磁感线要么不穿透这个曲面,要么一定是既穿入这个曲面,又穿出这个曲面,因此磁感线的通量为零。
这样,麦克斯韦方程组的第二个方程就可以写作:
这个方程称为磁场高斯定律,它告诉我们:磁场是无源的,既没有起点也没有终点,而总是闭合的。
3 磁场的环路积分
麦克斯韦方程组的第三个方程是为了解释法拉第电磁感应定律。
比如,当一个磁铁靠近一个导线圈时,导线圈中会产生感应电流。法拉第等人认为:这是因为磁铁靠近时,线圈中的磁通量发生了变化,而且产生的电动势正比于磁通量的变化率。
麦克斯韦经过思考,得出了一个设想:电动势的产生是由于有一种电场力推动了电荷,因此变化的磁场可以产生的是涡旋状的电场。假如有个导体恰好处于涡旋电场之中,就会在导体中产生感应电流。而且,这个涡旋电场的大小是正比于磁通量的变化率的。