大学物理-多媒体课件 -08 麦克斯韦电磁场方程组与电磁波.ppt

* 电场 静电场 感生电场 静止电荷产生 磁场 稳恒磁场 恒定电流产生 是否存在感生磁场 回顾前面几章所涉及的电场和磁场： 由于存在 是否由于 本节要解决的问题 麦克斯韦假设了感生磁场的存在 定义了位移电流 发展了电流的概念 完善了宏观电磁场理论 是否存在感生磁场 是否由于 一.关于 1. 从稳恒电路中推出 最初目的：避开磁化电流的计算 2.传导电流 (由电荷定向移动而形成) 具有 热效应 可产生磁场 3. 内： 与回路套连的电流 取值:通过以L为边界的任一曲面的电流 §1 位移电流 感生磁场 4.在电容器充电过程中出现了矛盾 在某时刻 回路中传导电流强度为i 取 L 如图 计算H的环流 若取以L为边界的曲面S1 若取以L为边界的曲面S2 得 得 思考1：场客观存在 环流值必须唯一 思考2：定理应该普适 若取以L为边界的曲面S1 若取以L为边界的曲面S2 得 得 麦克斯韦 假设：位移电流的存在 提出：全电流的概念 得到：安培环路定理的普遍形式 二. 位移电流 全电流 全电流定理 1. 位移电流 平板电容器内部存在一个物理量 该物理量功能： 可以产生磁场 起着电流的作用 寻找该物理量： 应是电流的量纲 在充放电过程中， 平行板电容器内有哪些物理量呢？ t 时刻: 分析各量的量纲得 随时间变化的： 从量纲上进行寻找： Maxwell 定义： displacement current 电流面密度 位移电流定义： 通过某个面积的位移电流就是通过该面积的电位移通量对时间的变化率 即 令 则 或 为位移电流的面密度 2. 全电流定理 电流概念的推广 凡是能产生磁场的物理量均称电流 1）传导电流 载流子定向运动 2）位移电流 变化的电场 全电流 全电流定理 全电流 全电流定理 通常形式 讨论： 1）电流概念的推广 位移电流仅仅从产生磁场的能力上定义 仅此而已 2）其它方面均表现出与传导电流不同 如在真空中 位移电流不伴有电荷的任何运动 所以谈不上产生焦耳热 一. 积分形式 通量 §2 麦克斯韦电磁场方程组 环流 通量 重新整合写成电场和磁场各两个方程 积分形式 注意： 二.微分形式 1.数学上的定理 Gauss定理 Stokes定理 直角坐标系中 2. 微分形式 积分形式 微分形式 1. 完善了宏观的电磁场理论 四个微分方程 在确定的边界条件下联合解上述方程 原则上可解决电磁场的一般问题 一个洛伦兹力 三个介质方程 三.麦克斯韦的贡献 （ ） 2. 爱因斯坦相对论的重要实验基础 3. 预言电磁波的存在 由微分方程出发 在各向同性介质中 且在 情况下 满足的微分方程形式是波动方程 *