《电磁场与波》第二章 电磁场的基本规律.pdf

第2 章 电磁场的基本规律 1 电磁场与电磁波 电磁场的基本规律 电子科技大学编写 高等教育出版社 高等教育电子音像出版社出版 第2 章 电磁场的基本规律 2 电磁场与电磁波 电磁场的基本规律 本章讨论内容 2.1 电荷守恒定律 2.2 真空中静电场的基本规律 2.3 真空中恒定磁场的基本规律 2.4 媒质的电磁特性 2.5 电磁感应定律和位移电流 2.6 麦克斯韦方程组 2.7 电磁场的边界条件 电子科技大学编写 高等教育出版社 高等教育电子音像出版社出版 第2 章 电磁场的基本规律 3 电磁场与电磁波 电磁场的基本规律 2.1 电荷守恒定律 电磁场物理模型中的基本物理量可分为源量和场量两大类。 源量为电荷 r′ 和电流 r′ ，分别用来描述产生电磁效 q (r ,t ) I (r ,t ) 应的两类场源。电荷是产生电场的源，电流是产生磁场的源。 电荷 电流 （运动） 电场 磁场 本节讨论的内容：电荷模型、电流模型、电荷守恒定律 电子科技大学编写 高等教育出版社 高等教育电子音像出版社出版 第2 章 电磁场的基本规律 4 电磁场与电磁波 电磁场的基本规律 2.1.1 电荷与电荷密度 • 电荷是物质基本属性之一。 • 1897年英国科学家汤姆逊(J.J.Thomson)在实验中发现了 电子。 • 1907 — 1913年间，美国科学家密立根(R.A.Miliken)通过 油滴实验，精确测定电子电荷的量值为 e =1.602 177 33 ×10-19 (单位：C ) 确认了电荷的量子化概念。换句话说，e 是最小的电荷，而任 何带电粒子所带电荷都是e 的整数倍。 • 宏观分析时，电荷常是数以亿计的电子电荷e的集合，故 可不考虑其量子化的事实，而认为电荷量q可任意连续取值。 电子科技大学编写 高等教育出版社 高等教育电子音像出版社出版 第2 章 电磁场的基本规律 5 电磁场与电磁波 电磁场的基本规律 理想化实际带电系统的电荷分布形态分为四种形式： 点电荷、体分布电荷、面分布电荷、线分布电荷 1. 电荷体密度 V 电荷连续分布于体积 内，用电荷体密度来描述其分布