簡行——（4）電磁場的激發過程

由上一篇的討論我們知道，電荷

按軌跡

運動時，其直接產生的場隨時間的變化率為，

另外上一篇已經證明麥克斯韋位移電流假設，變化的電場產生磁場，

同時，考慮到法拉第電磁感應定律，變化的磁場產生電場，

新產生的電場由激發磁場，如此相互激發，傳播下去。下面正式的給出這個過程，我們用下標標記各階場，

現在，電荷源激發場的過程就一目瞭然了。實際上，我們很難測量到各階場的分佈，往往測量的是總的電場強度和總的磁感應強度，下面將各階場疊加，

這就很有趣了，疊加後的第一個方程中，等式左右兩邊的階數均是從0開始，而疊加後的第二個方程中，場的階數不是一致的。設空間中總的電場強度為

，總的磁感應強度為

，疊加方程式可以變換為，

觀察上式可以知道，疊加的場方程中，除了總的電磁場

和

之外，還有零階電場

，

實際上，零階電場是是一個梯度，

，

根據向量場論知識，梯度的旋度為0，因此，

所以疊加後的兩個方程可以變為

令人吃驚的時，這兩個方程中沒有電荷相關的表示式了！！！也就是說，電荷

按軌跡

運動時，在空間中輻射的場不依賴該電荷，也就是與該電荷無關！這不正是光速不變嗎？！

是的，如此我們便證明了光速不變原理。

從上面的推導可以看出，電荷激發電場，電場變化激發磁場，磁場變化激發電場……，這個過程是非常對稱和和諧的，作為一種信念，我認為磁單極子是不存在的。但是“磁單極子是否存在”，這個問題本身和“神是否存在”在很大程度上存在相似性，它們都只能透過證明“存在”來得出問題的結論，而不能證明它們的不存在性。

現在我們得出了電荷運動的輻射場方程，後續章節將以此為基礎，解釋原子的內部的運動，並說明為什麼原子的能級是離散的。