麥克斯韋電磁場(chǎng)方程組

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第18章麥克斯韋電磁場(chǎng)方程組

§1位移電流感生磁場(chǎng)（第15.5節(jié)）

§2麥克斯韋電磁場(chǎng)方程組2電場(chǎng)靜電場(chǎng)感生電場(chǎng)靜止電荷產(chǎn)生磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)恒定電流產(chǎn)生是否存在感生磁場(chǎng)回顧前面幾章所涉及的電場(chǎng)和磁場(chǎng)：由于存在是否由于本節(jié)要解決的問題3麥克斯韋假設(shè)了感生磁場(chǎng)的存在定義了位移電流發(fā)展了電流的概念完善了宏觀電磁場(chǎng)理論是否存在感生磁場(chǎng)是否由于4一.關(guān)于1.從穩(wěn)恒電路中推出最初目的：避開磁化電流的計(jì)算2.傳導(dǎo)電流(由電荷定向移動(dòng)而形成)具有熱效應(yīng)可產(chǎn)生磁場(chǎng)3.

內(nèi)：與回路套連的電流取值:通過以L為邊界的任一曲面的電流§1位移電流感生磁場(chǎng)54.在電容器充電過程中出現(xiàn)了矛盾在某時(shí)刻回路中傳導(dǎo)電流強(qiáng)度為i取L

如圖計(jì)算H的環(huán)流若取以L為邊界的曲面S1若取以L為邊界的曲面S2得得6思考1：場(chǎng)客觀存在環(huán)流值必須唯一思考2：定理應(yīng)該普適若取以L為邊界的曲面S1若取以L為邊界的曲面S2得得麥克斯韋

假設(shè)：位移電流的存在提出：全電流的概念得到：安培環(huán)路定理的普遍形式7二.位移電流全電流全電流定理1.位移電流平板電容器內(nèi)部存在一個(gè)物理量該物理量功能：可以產(chǎn)生磁場(chǎng)起著電流的作用尋找該物理量：應(yīng)是電流的量綱8在充放電過程中，平行板電容器內(nèi)有哪些物理量呢？t時(shí)刻:分析各量的量綱得隨時(shí)間變化的：9從量綱上進(jìn)行尋找：Maxwell定義：displacementcurrent電流面密度10位移電流定義：通過某個(gè)面積的位移電流就是通過該面積的電位移通量對(duì)時(shí)間的變化率即令則或?yàn)槲灰齐娏鞯拿婷芏?12.全電流定理電流概念的推廣凡是能產(chǎn)生磁場(chǎng)的物理量均稱電流1）傳導(dǎo)電流載流子定向運(yùn)動(dòng)2）位移電流變化的電場(chǎng)全電流全電流定理12全電流全電流定理通常形式13討論：1）電流概念的推廣位移電流僅僅從產(chǎn)生磁場(chǎng)的能力上定義僅此而已2）其它方面均表現(xiàn)出與傳導(dǎo)電流不同如在真空中位移電流不伴有電荷的任何運(yùn)動(dòng)所以談不上產(chǎn)生焦耳熱14一.積分形式通量§2麥克斯韋電磁場(chǎng)方程組15環(huán)流通量重新整合寫成電場(chǎng)和磁場(chǎng)各兩個(gè)方程16積分形式注意：17二.微分形式1.數(shù)學(xué)上的定理Gauss定理Stokes定理直角坐標(biāo)系中182.微分形式積分形式微分形式191.完善了宏觀的電磁場(chǎng)理論四個(gè)微分方程在確定的邊界條件下聯(lián)合解上述方程原則上可解決電磁場(chǎng)的一般問題一個(gè)洛倫茲力三個(gè)介質(zhì)方程三.麥克斯韋的貢獻(xiàn)（）202.愛因斯坦相對(duì)論的重要實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)3.預(yù)言電磁波的存在由微分方程出發(fā)在各向同性介質(zhì)中且在情況下滿足的微分方程形式是波動(dòng)方程21是波動(dòng)方程的形式對(duì)沿x

方向傳播的電磁場(chǎng)(波)有1886年赫茲發(fā)現(xiàn)了電磁波證實(shí)了麥的預(yù)言22電磁能量以波動(dòng)的形式傳播波動(dòng)的物理量是E

和H波速是平面波沿x傳播平面波的波動(dòng)方程為：任一波動(dòng)物理量將電磁方程與波動(dòng)方程比較可知：23真空中的波速光是電磁波電磁波是橫波電磁波能量的傳播一般介質(zhì)的說(shuō)明：與物質(zhì)作用的主要物理量是電矢量通常被稱為光矢量折射率為所以能流密度矢量24E內(nèi)I在輸電線上電磁能量是沿導(dǎo)線由