位移電流與麥克斯韋方程組

位移電流與麥克斯韋方程組PPT位移電流與麥克斯韋方程組PPT位移電流與麥克斯韋方程組PPT非穩(wěn)恒情況舉例：電容器充放電說(shuō)明將安培環(huán)路定理推廣到一般情況時(shí)需要進(jìn)行補(bǔ)充和修正。通過(guò)閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平，培養(yǎng)文學(xué)情趣；位移電流與麥克斯韋方程組PPT位移電流與麥克斯韋方程組PPT1非穩(wěn)恒情況舉例：電容器充放電矛盾！說(shuō)明將安培環(huán)路定理推廣到一般情況時(shí)需要進(jìn)行補(bǔ)充和修正。對(duì)S1:對(duì)S2:出現(xiàn)矛盾的原因：非穩(wěn)恒情況下傳導(dǎo)電流不連續(xù)(I流入S1，不流出S2)導(dǎo)線穿過(guò)S1導(dǎo)線不穿過(guò)S2取回路L，作以L為邊界的曲面+非穩(wěn)恒情況舉例：電容器充放電矛盾！說(shuō)明將安培環(huán)路定理推廣到一2傳導(dǎo)電流不連續(xù)的后果：電荷在極板上堆積。

電荷密度隨時(shí)間變化（充電，放電）

極板間出現(xiàn)變化電場(chǎng).大?。簜鲗?dǎo)電流板間電場(chǎng)結(jié)論尋找傳導(dǎo)電流與極板間變化電場(chǎng)之間的關(guān)系解決問(wèn)題思路：傳導(dǎo)電流不連續(xù)的后果：電荷密度隨時(shí)間變化大小：傳導(dǎo)電流板3與同向與同向充電與反向與同向放電與同向與同向充電與反向與同向放電4板間電場(chǎng)的電位移矢量對(duì)時(shí)間的變化率等于極板上的傳導(dǎo)電流密度。穿過(guò)極板的電位移通量對(duì)時(shí)間變化率等于極板上的傳導(dǎo)電流。解決了非穩(wěn)恒情況電流的連續(xù)性問(wèn)題傳導(dǎo)電流I在極板上中斷，可由接替?？捎山犹?。傳導(dǎo)電流密度在極板上中斷，將視為一種電流，為其電流密度。問(wèn)題的解決辦法：充電放電板間電場(chǎng)的電位移矢量對(duì)時(shí)間的變化率5二.位移電流1.就電流的磁效應(yīng)而言，變化的電場(chǎng)與電流等效。稱為位移電流2.物理意義真空中：揭示變化電場(chǎng)與電流的等效關(guān)系空間電場(chǎng)變化電介質(zhì)分子中電荷微觀運(yùn)動(dòng)二.位移電流1.就電流的磁效應(yīng)而言，變化的電場(chǎng)與電流等效63.傳導(dǎo)電流與位移電流的比較自由電荷宏觀定向運(yùn)動(dòng)變化電場(chǎng)和極化電荷的微觀運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生焦耳熱只在導(dǎo)體中存在無(wú)焦耳熱，在導(dǎo)體、電介質(zhì)、真空中均存在都能激發(fā)磁場(chǎng)問(wèn)題：比較導(dǎo)體、介質(zhì)中數(shù)量級(jí)起源特點(diǎn)共同點(diǎn)傳導(dǎo)電流I0位移電流ID3.傳導(dǎo)電流與位移電流的比較自由電荷宏觀變化電場(chǎng)和極化產(chǎn)生7三.安培環(huán)路定理的推廣1.全電流2.推廣的安培環(huán)路定理對(duì)對(duì)不矛盾！對(duì)任何電路，全電流總是連續(xù)的三.安培環(huán)路定理的推廣1.全電流2.推廣的安培環(huán)路定理對(duì)8解：(1)練習(xí)：已知：對(duì)平行板電容器充電,已知求：(2)解：(1)練習(xí)：已知：對(duì)平行板電容器充電,已知(2)9解：(1)練習(xí)：

已知一平行板電容器內(nèi)交變電場(chǎng)強(qiáng)度為：求:1)電容器內(nèi)位移電流密度的大?。?)電容器內(nèi)到兩板中心連線距離

0.01米處磁場(chǎng)強(qiáng)度的峰值(不計(jì)傳導(dǎo)電流的磁場(chǎng))。(2)由安培環(huán)路定理：解：(1)練習(xí)：已10§10.4麥克斯韋方程組的積分形式一.麥克斯韋方程組的積分形式

高斯定理環(huán)路定理磁場(chǎng)電場(chǎng)靜電場(chǎng)感生電場(chǎng)一般電場(chǎng)§10.4麥克斯韋方程組的積分形式一.麥克斯韋方程組的積11麥克斯韋方程組的積分形式麥克斯韋方程組的積分形式12二.麥克斯韋方程組的意義1.是對(duì)電磁場(chǎng)宏觀實(shí)驗(yàn)規(guī)律的全面總結(jié)和概括，是經(jīng)典物理三大支柱之一。方程中各量關(guān)系：定義：未發(fā)現(xiàn)磁單極法拉第電磁感應(yīng)定律安培定律位移電流假設(shè)庫(kù)侖定律感生電場(chǎng)假設(shè)電場(chǎng)性質(zhì)變化磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)變化電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)磁場(chǎng)性質(zhì)方程實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)意義二.麥克斯韋方程組的意義1.是對(duì)電磁場(chǎng)宏觀實(shí)驗(yàn)規(guī)律的全面總132.揭示了電磁場(chǎng)的統(tǒng)一性和相對(duì)性電磁場(chǎng)是統(tǒng)一的整體電荷與觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同時(shí)，電磁場(chǎng)可以表現(xiàn)為不同形態(tài)。空間帶電體對(duì)相對(duì)其靜止的觀察者—靜電場(chǎng)對(duì)相對(duì)其運(yùn)動(dòng)的觀察者電場(chǎng)磁場(chǎng)3.預(yù)言了電磁波的存在（自由空間）2.揭示了電磁場(chǎng)的統(tǒng)一性和相對(duì)性電磁場(chǎng)是統(tǒng)一的整體電荷與觀14變化電場(chǎng)變化磁場(chǎng)變化電場(chǎng)磁場(chǎng)變化磁場(chǎng)電場(chǎng)可脫離電荷、電流在空間傳播電磁波如振蕩偶極子變化電場(chǎng)變化磁場(chǎng)變化電場(chǎng)磁場(chǎng)變154.預(yù)言了光的電磁本性電磁波的傳播速率麥克斯韋對(duì)兩個(gè)預(yù)言堅(jiān)信不疑?；鸹▽?shí)驗(yàn)證實(shí)：赫茲（1888年完成）用電磁波重復(fù)了所有光學(xué)反射、折射、衍射、干涉、偏振實(shí)驗(yàn)。感應(yīng)圈4.預(yù)言了光的電磁本性電磁波的傳播速率麥克斯韋對(duì)兩個(gè)預(yù)言堅(jiān)16法拉第—麥克斯韋—赫茲實(shí)驗(yàn)理論實(shí)驗(yàn)藍(lán)圖（基礎(chǔ)）建設(shè)大廈使其中住滿人互補(bǔ)法拉第：來(lái)自社會(huì)底層、實(shí)驗(yàn)巨匠。善于通過(guò)直覺(jué)把握物理本質(zhì)。麥克斯韋：出身名門(mén)望族、數(shù)學(xué)高手、善于建立模型、綜合、提高。大40歲二者結(jié)合：理想類(lèi)型的物理學(xué)家法拉第—麥克斯韋—赫茲實(shí)驗(yàn)理論175.是經(jīng)典物理—近代物理橋梁麥?zhǔn)戏匠滩粷M足伽利略變換相對(duì)論建立“我曾確信，在磁場(chǎng)中作用于一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷的力不過(guò)是一種電場(chǎng)力罷了，正是這種確信或多或少直接地促使我去研究狹義相對(duì)論。”——愛(ài)因斯坦創(chuàng)新物理概念（渦旋電場(chǎng)、位移電流）嚴(yán)密邏輯體系簡(jiǎn)潔數(shù)學(xué)形式(P.279微分形式)正確科學(xué)推論(兩個(gè)預(yù)言)5.是經(jīng)典物理—近代物理橋梁麥?zhǔn)戏匠滩粷M足伽利略變換186.局限性(1)是在承認(rèn)電荷連續(xù)分布基礎(chǔ)上建立的宏觀經(jīng)典理論，未和物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)。(2)不完全對(duì)稱？不存在磁單極。1895年：湯姆生發(fā)現(xiàn)電子。20世紀(jì)初：洛侖茲建立電磁現(xiàn)象微觀理論經(jīng)典電子論量子電磁理論6.局限性(1)是在承認(rèn)電荷連續(xù)分布基礎(chǔ)上建立的宏觀(219思考：如果存在磁單極，麥克斯韋方程如何修正？引入磁荷、磁流由對(duì)稱性：思考：如果存在磁單極，麥克斯韋方程如何修正？引入磁荷、20上冊(cè)復(fù)習(xí)要點(diǎn)緒論（1~2章）

基本粒子的三大家族，四種基本相互作用經(jīng)典力學(xué)（3~6章）1.以守恒量為中心，守恒條件，守恒定律與時(shí)空對(duì)稱性的聯(lián)系，應(yīng)用守恒定律解題。上冊(cè)復(fù)習(xí)要點(diǎn)緒論（1~2章）經(jīng)典力學(xué)（3~6章）212.注意在中學(xué)基礎(chǔ)上的加深和擴(kuò)展，例如

運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類(lèi)基本問(wèn)題

變力作用下物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如變力的沖量、變力的功的計(jì)算等。

保守力

角動(dòng)量、力矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能

剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題2.注意在中學(xué)基礎(chǔ)上的加深和擴(kuò)展，例如22相對(duì)論（8章）1.狹義相對(duì)論

兩條相對(duì)原理（準(zhǔn)確敘述）；

洛侖茲坐標(biāo)變換，鐘慢尺縮效應(yīng)；

質(zhì)速關(guān)系，質(zhì)能關(guān)系，能量與動(dòng)量關(guān)系；2.廣義相對(duì)論（兩條基本原理）3.相對(duì)論的理性基礎(chǔ)—物理規(guī)律的對(duì)稱和統(tǒng)一力學(xué)相對(duì)性原理狹義相對(duì)性原理廣義相對(duì)性原理比較相對(duì)論（8章）3.相對(duì)論的理性基礎(chǔ)—物理規(guī)律的對(duì)稱23電磁學(xué)（9~11章）1.基本實(shí)驗(yàn)定律庫(kù)侖定律、畢—沙定律、安培定律、法拉弟電磁感應(yīng)定律2.基本概念和理論靜電場(chǎng)高斯定理穩(wěn)恒磁場(chǎng)環(huán)路定理基本性質(zhì)位移電流、感生電場(chǎng)概念電磁場(chǎng)的統(tǒng)一性麥克斯韋方程組及其物理意義電磁學(xué)（9~11章）2.基本概念和理論基本性質(zhì)位移電243.必須掌握的基本方法：1)微元分析和疊加原理2)用求通量和環(huán)流的方法描述空間矢量場(chǎng)，求解具有某些對(duì)稱性的場(chǎng)分布。用靜電場(chǎng)的高斯定理求電場(chǎng)強(qiáng)度；用穩(wěn)恒磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理求磁感應(yīng)強(qiáng)度；3.必須掌握的基本方法：1)微元分析和疊加原理2)用求253)類(lèi)比方法

動(dòng)量、角動(dòng)量、能量守恒條件比較靜電場(chǎng)—穩(wěn)恒電場(chǎng)；靜電場(chǎng)—感生電場(chǎng)；極化—磁化；電容c~自感L~互感M計(jì)算；電場(chǎng)能We~磁場(chǎng)能Wm典型電荷的電場(chǎng)分布~典型電流的磁場(chǎng)分布3)類(lèi)比方法264)模型:從實(shí)際問(wèn)題——抽象出模型——解決問(wèn)題電介質(zhì)分子~電偶極子；磁介質(zhì)分子~分子電流；點(diǎn)電荷、均勻帶電球面、無(wú)限大帶電（載流）平面無(wú)限長(zhǎng)帶電（載流）直線、長(zhǎng)直螺旋管……4.應(yīng)用靜電屏蔽、磁屏蔽、尖端放電、電子感應(yīng)加速器、磁聚焦、渦流、產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方法、霍耳效應(yīng)分辨半導(dǎo)體類(lèi)型…...4)模型:從實(shí)際問(wèn)題——抽象出模型——解決問(wèn)題4.應(yīng)用275.基本計(jì)算2）U的計(jì)算疊加法場(chǎng)強(qiáng)積分零勢(shì)點(diǎn)選取；分段積分1）的計(jì)算疊加法高斯定理(三種對(duì)稱情況)電勢(shì)梯度(分量積分)第9章：5.基本計(jì)算2）U的計(jì)算疊加法零勢(shì)點(diǎn)選取；分段積分1）283)C的計(jì)算4)We的計(jì)算10章：1)的計(jì)算疊加法安培環(huán)定理(對(duì)稱性)3)C的計(jì)算4)We的計(jì)算10章：