电磁场和电磁波课件.pptVIP

**電磁場和電磁波*I1。電流密度垂直穿過單位面積的電流強度jndS電流密度為向量，方向為導體內該點電場強度方向。單位：安培/米2A/m2穿過面積元dS的電流強度為dS在垂直於電流方向上的分量穿過導體橫截面的電流強度為：一、位移電流１１.１麥克斯韋電磁場理論的基本概念*IS2S1恒定電流取環路L，對環路張兩個任意曲面S1、S2，則穿過兩個曲面的電流強度相等，由安培環路定理有：2。位移電流的提出LIS2S1?KL但對於非穩恒電流又如何呢？比如電容器充電過程,當電鍵K閉合時,電源對電容器充電,電路中的電流是變化的,作環路L,對L也張兩個曲面S1、S2對於穩恒電流，穿過環路所張任意曲面的的電流強度都是相等的*對S1面有電流流過,而S2面作在電容器內側,由於電容器是絕緣的，無電流通過，對S1面應用安培環路定理：對S2面應用安培環路定理，由於S2面無電流通過，則S2LS1?KL由此看出對於同一個環路L，由於對環路所張的曲面不同，所得到的結果也不同。1865年麥克斯韋提出一個假設，當電容器充電時，電容器中的電場發生變化，變化的電場可等效成位移電流Id，使電流連續起來。位移電流也可產生渦旋的磁場，如果當時有測量儀器的話，就可測出磁場。位移電流是由變化的電場等效而來的。Id*IdIc3。位移電流Id與傳導電流Ic的比較傳導電流Ic位移電流Id由宏觀的電荷移動產生由變化的電場產生，無宏觀的電荷移動有熱效應無熱效應可產生渦旋的磁場可產生渦旋的磁場B2?K*4。位移電流的計算電流強度的定義：IdIc?KS兩極板間的電場：位移電流位移電流等於電位移通量隨時間的變化率位移電流密度等於電位移隨時間的變化率極板面積不變位移電流密度*麥克斯韋第二條假設：變化的電場（位移電流）激發感應磁場5。全電流安培環路定律全電流：傳導電流（運流電流）和位移電流之和全電流定律：（渦旋磁場）Id*例3：平行板電容器已知：求：(1).(2).的分佈?解:(1).(2).當時:當時:*二、電場和磁場的基本規律（靜電場是有源場）（靜電場是保守場）（2）穩恒磁場（磁場是無源場）（磁場是非保守場）1。靜電場和穩恒磁場的基本規律（1）靜電場2。法拉第電磁感應定律*變化的電場能夠激發變化磁場3。麥克斯韋的兩條基本假設變化的磁場能夠激發感生電場（1）渦旋電場的假設渦旋電場（2）位移電流的假設感應磁場自由電荷產生的靜電場電場變化磁場產生的感應電場自由電流產生的穩恒磁場磁場變化電場產生的感應磁場*（1）電場的高斯定理：（2）電場的環路定理：（3）磁場的高斯定理：（4）磁場的環路定理：三、麥克斯韋方程組*電臺、電視臺的發射塔頂部呈直線狀收聽中央廣播電臺可用中、長波波段收聽美國之音、BBC要用短波波段收聽廣播時，收音機及天線的位置會影響信號的強弱11-2加速運動電荷的電磁場電磁波**一、加速運動電荷的電場加速運動電荷的電場*加速運動電荷的磁場*二、加速運動電荷的磁場*振盪電偶極子:電矩作週期性變化的電偶極子...qq+..q+q.q+q+q-..q電偶極子的輻射過程振盪電偶極子等效於一振盪電流元三、振盪電偶極子產生的電磁場*電偶極子的輻射場各向同性介質中，可由波動方程解得振盪偶極子輻射的電磁波球面電磁波方程*偶極子周圍的電磁場xyz....aabb*在更遠離偶極子的地方（rl），因r很大，在通常的研究範圍內，?的變化很小，故的振幅可看作恒量，因而平面電磁波方程四、平面電磁波*平面電磁波示意圖2、電磁波是偏振波,都在各自的平面內振動在無限大均勻絕緣介質(或真空)中,平面電磁波的性質概括如下:1、電磁波是橫波,它們構成正交右旋關係.相互垂直，3、是同位相的，且都指向波的傳播方向，即波速u的方向的方向在任意時刻*真空中實驗測得真空中光速光波是一種電磁波5、電磁波的傳播速度為