變化的電場與磁場電磁波下

1、變化的電場與磁場電磁波下第1頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二電磁場與電磁波第十五章chapter 15change of the electric field andmagnetic field, electromagnetic wave第2頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二本章內(nèi)容本章內(nèi)容(下)位移電流 全電流定理麥克斯韋方程的積分形式（了解）電磁波的產(chǎn)生電磁波的基本性質(zhì)第3頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二第六節(jié)麥克斯韋電磁場理論簡介displacement currentprinciple of total curren

2、tss15 - 6第4頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二相對磁導率介質(zhì)的磁化及相對磁導率mrBB0介質(zhì)的相對磁導率+BBB0介質(zhì)被磁化后所產(chǎn)生的附加磁場真空中的磁場介質(zhì)內(nèi)的合磁場磁介質(zhì)磁介質(zhì)+BBB0介質(zhì)被磁化后所產(chǎn)生的附加磁場真空中的磁場介質(zhì)內(nèi)的合磁場B0真空中的磁場B0真空中的磁場引言:第5頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二絕對磁導率載流密繞長直螺線管II真空In0mB0II磁介質(zhì)B0BBIn0mB0mrmrmr0mm定義m介質(zhì)的絕對磁導率mr0m介質(zhì)的相對磁導率真空的絕對磁導率第6頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二磁化電流

3、B0磁化電流概念磁化電流Is順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的磁化二、內(nèi)部分子電流抵消在外磁場作用下，各分子電流繞向基本一致。表面形成磁化電流第7頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二續(xù)上令HBmH,稱磁場強度()A m-1hBHmm0mrm,r0PLmr介磁質(zhì)載流螺線環(huán)N匝BL回路 的環(huán)流:iBhdl0mISiL(0mSiIi)+sI其中Bp2rBhdlL0BmrB,0Bm0INp2r,SiIiIN.得Bhdlm0mrSiIimSiIihdlBmSiIi即LLhdlHSiIi磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理L第8頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二引言引 言！+IcIc2s對0ld

4、Hl中斷Ic兩極板間對s1充電時導線上的傳導電流IcIcldHl位移電流概念全電流安培環(huán)路定理充電過程Ic是變化的s1l2s公共周界第9頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二電容充電變化的電場產(chǎn)生磁場一、2t充電過程t1+Ic1D1cj1q1q1+Ic傳導電流傳導電流密度cjD電位移數(shù)值D極板帶電量q都在變+Ic2D2cj2q2q2+第10頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二位移電流充電過程中某時刻t則FDtddqtdd電場中也具有電流的量綱Ic+IcDcjqq+傳導電流Icqtdd電路中 麥克斯韋稱電位移通量對時間的變化率FDtdd為位移電流FDtddI

5、D及eDtejD為位移電流密度ssFDDdsq作封閉面 應用s高斯定理第11頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二例FDtddqtddIc+IcDqq+qtdd位移電流ID傳導電流傳導電流充電過程中某時刻tIcIc0.5 A0.5 AIDIc0時時ID0第12頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二全電流全電流安培環(huán)路定理2、全電流傳導電流+位移電流IDIcScjdS+SdSeDteIDIcsI+ScjdS+SDjdS第13頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二例充電LL12L1HdlL2Hdl第14頁，共35頁，2022年，5月20日，4點

6、56分，星期二充電L1L2IcDHsHdlL1HdlL2IcjdsIdHdlL1HdlL2Ic充電L1L2IcDHsjdsId思考思考L1和L2包圍的電流是否相同？第15頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二全電流環(huán)路定理ldHlIDIcsI+全電流安培環(huán)路定理磁場變化的電場予示表明傳導電流位移電流都能產(chǎn)生,磁場Ic0在兩極板間ldlHIDdsteeDSDlIDSdSeDteIc充電過程S第16頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二回顧回顧麥克斯韋先后的兩個重要發(fā)現(xiàn)變化的磁場感生電場（渦旋電場）B()t0Bddt例如螺線管充磁過程LdlEBdtFdmBdss

7、dtdsdtdBdsEBB變化的電場變化的磁場ldlHsDtdsdd例如電容器充電過程D()t0DddtH兩極板間第17頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二基本要求只要求大家理解下述更簡易的表述形式qdsD-EldLmdtdF電場高斯定理環(huán)路定理電荷總伴隨有電場變化磁場一定伴隨有電場感應電場線是無頭無尾的SisBds0磁場高斯定理環(huán)路定理磁場是無源場變化電場一定伴隨有磁場磁力場線是無頭無尾的Hld+ILDdtdFSics第18頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二麥氏電磁場理論在充滿變化的電場空間同時也充滿變化。電場和磁場的統(tǒng)一體稱為電磁場。靜電場和穩(wěn)恒磁

8、場都只不過是電磁場的兩種特殊的表現(xiàn)形式。電磁波。第19頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二第七節(jié)電磁波簡介electromagnnetic wavess15- 7第20頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二赫茲的實驗接高壓電源振蕩火花誘發(fā)火花將感應線圈電極產(chǎn)帶有筒球和鋅板的彎成圓弧形的銅線第21頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二電磁波的產(chǎn)生電磁波的產(chǎn)生一、振蕩電路L CLC激勵源激勵源振蕩電路LC半開放式激勵源振蕩電路L C開放式激勵源振蕩電偶極子第22頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二平面電磁波平面電磁波+波源

9、遠離波源處的波面近似于平面E電振動磁振動HrEH、相互垂直，且都垂直于傳播方向。EH、u、且構(gòu)成右旋直角坐標。三者相互垂直，u方向傳播HE沿平面電磁波二、第23頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二平面電磁波方程方程平面電磁波方程EruH介質(zhì)em,電振幅OEH0磁振幅E.cosw()turE0HH0cosw()tur電波方程磁波方程同頻率同相位EH、，第24頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二波速電磁波的波速波速取決于媒質(zhì)的物理性質(zhì)em若,給定理論和實驗都能證明波速ume1真空中u1me008.854011212.56601710318ms等于真空中光速c

10、第25頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二電磁波基本性質(zhì)性質(zhì)小結(jié)電磁波的基本性質(zhì)三、eEmH00同頻率同相位EH、，且都EHu構(gòu)成右旋直角坐標E、H、uu1me第26頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二波強波強電磁波的波強ESuH介質(zhì)em,電振幅OEH0磁振幅電磁波的能流密度swuEHEHs坡印廷矢量s波強I單位：W.m-2me2E0第27頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二電磁波譜電磁波譜紅外線紫外線微波無線電波g射線可見光1041810610210101012101104102410m10418106102101010116101

11、04210281100210Hz第28頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二1對于位移電流，有下述四種說法，請指出哪一種說法正確。 （A）位移電流是由變化電場產(chǎn)生的。（B）位移電流是由線性變化磁場產(chǎn)生的。（C）位移電流的熱效應服從焦耳定律。（D）位移電流的磁效應不服從安培環(huán)路定理。 2在感生電場中電磁感應定律可以寫成 ，式中 為感生電場的電場強度。此式表明： （A）閉合曲線L上 處處相等。（B）感生電場是保守力場。（C）感生電場的電場線不是閉合曲線。（D）在感生電場中不能像對靜電場那樣引入電勢的概念 DA第29頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二完第十五章

12、完第30頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二備用題備用題第31頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二題1IDFDdtdtdd(dtdqCVCtdd(tk2(Ctk2IDSpR2Ctk2p2Hrpr2H2rrpR2CtkB0mH0mrpR2CtkDH+tVk2求兩極板間的IDjD、HB、分布已知極板半徑R電容CVtk2電源電壓真空0mldlHdss兩極板間jDjDjDjD第32頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二2例位移電流tdIDFDdDe0E2FDSDDpRpR2e0EIDFDdtdpR2e0Edtd已知：Re0D空氣電容器Edtde0R,例求：ID位移電流第33頁，共35頁，2022年，5月20日，4點56分，星期二3例例emE0H0由對真空有：H0E0e0m08.8510124p1075001.33Am1cos2pn(txcHy1.33得Am1EzcH真空OEH0 xym0Hm14p107e08.851012Fm1Ex500(SI)cos2pn(txc已知電波求Hy磁波第34頁，共35頁，2022年，5