在通电长直导线的中部，磁场几乎完全由附近的电流产生的。磁力线环绕长直导线形成许多同心圆。1820年，法国物理学家毕奥与沙伐宣布了对于电流所产生的磁场进行的首次定量研究结果，毕奥与沙伐发现环绕长直导线的磁场强度 B
= KI/r (B为磁场强度、K为比例常数、I为电流）。联想一下反映平面圆曲线“弯曲程度”的曲率 k（s）=
1/r (r圆曲线的曲率半径）就很有深意了，说明磁本质上是一种涡旋，说明电流产生的磁场具有涡旋特征，亦即电流的磁场是有旋度的。
通电长直导线形成的环形磁场
麦克斯韦电磁场理论的核心思想是：随时间变化的磁场可以激发涡旋电场，而随时间变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。麦克斯韦进一步将电场和磁场的所有规律综合起来，建立了完整的电磁场理论体系。这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组。随时间变化着的磁场能在其周围空间激发一种电场，它能对处于场中的带电粒子施以力的作用，这就是涡旋电场，又叫感生电场。
当把电磁场看成是在带电体周围空间存在的运动物质，即某种物质属性的旋流，才能产生人们所观察到的电磁现象。考虑到无线电波的绕射尺度与波长的正比关系，再联想到场量子的内禀旋转运动，当把涡旋电磁场量子化，把以一定的半径r和光速旋转的量子定义为圆波量子，即波长 λ =
2πr ， 那么，把电磁场看成是由圆波量子组成的场应是一个大胆且合理的想法。以不同的角度激发圆波量子就发射出不同偏振态的电磁辐射，平行于圆波平面激发就形成平面波；垂直于圆波平面激发就形成以柱面形式传播的圆偏振波。
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