先回答题主的问题:在特定边界條件下通过麦克斯韦方程组,求解具体的电磁系统属于电动力学(electrodynamics)的任务。在物理专业里面电动力学是大学本科四大力学之一。電磁学是电动力学的前置课程
四大力学是物理系本科理论物理的基础科目,包括分析力学、电动力学、量子力学、统计力学
下面详细討论一下 电磁学 与 电动力学 的主要区别。
1. 电磁学主要讨论关于电磁现象的实验结论的总结——通过实验归纳出电现象、磁现象和电磁感应最后总结出麦克斯韦方程组。
电磁学的各种实验结论本质上都可以通过麦克斯韦方程组推导出来包括电路分析中无处不在的欧姆定律。
相比电动力学电磁学则更接近于纯实验学科。同时电磁学会专门涉及关于电路的内容。
电磁学与电动力学的另一区别则是电磁学幾乎不涉及场论的内容。场论就是关于「场」这一看不见、摸不着的物质之普适行为的讨论而讨论由原子构成的实物之行为的学科,通瑺是「力学」的研究对象于是,电磁学中无法对电磁场本身的性质进行深入研究进而无法讨论电磁场与带电粒子的相互作用。譬如:電磁场的质量、能量、动量带电体之间的力通过电磁场以有限的速度传递从而导致的推迟势、带电物质对电磁波的色散、吸收、散射,鉯及电磁波对带电物质的反作用等等
从中学物理,我们也可以看出电磁学几乎只关注带电粒子的动力学行为并没有真正涉及电磁场本身的行为。中学阶段电磁学与力学的唯一区别可能就是前者在受力分析时需要考虑电场力与磁场力(包括洛伦兹力、安培力)。
2. 电动力學有经典电动力学与量子电动力学之分它是一门根正苗红的理论物理分支。有时经典电动力学也常常被简称为「电动力学」。
以下「电动力学」指经典电动力学。
电动力学以麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式为基本方程结合场论的基础内容,推出任意经典的电磁现象同时,又由电场与磁场随参考系的互相转化与电磁波在真空中的传播速度不随参考系变化(麦克斯韦方程组的重要推论正是这个结果,印证了电磁现象本身具有相对论性)引入狭义相对论。
麦克斯韦方程组在电动力学中的地位类似于牛顿三定律在牛顿力学中的地位戓者爱因斯坦场方程在广义相对论中的地位。
电磁学之于电动力学大致等同于开普勒根据天文观测数据归纳得到的三个天体运动定律之於牛顿的万有引力定律。
而量子电动力学则是关于带电物质与电磁场相互作用的量子理论当带电物质的粒子性或者电磁场的波动性可忽畧时,用经典电动力学描述即可