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1、1820年奧斯特,電,磁,1831年法拉第,磁,電,1865年麥克斯韋的兩個假設,,產生,,產生,,渦旋電場,位移電流,變化的磁場,電場,變化的電場,磁場,,,激發(fā),第十六章位移電流電磁場基本方程的積分形式,JamesClerkMaxwell（1831-1879）,,麥克斯韋是經(jīng)典電磁理論的奠基人。他在電磁理論方面的工作可以和牛頓在力學方面的工作相媲美。他提出了有旋場和位移電流的概念,建立了經(jīng)典電磁場理論的完整體系,并預言了電磁波的存在。1873年他的電磁學通論問世，這是一本劃時代的巨著。是人類探索電磁規(guī)律的里程碑。,麥克斯韋簡介英國物理學家、數(shù)學家麥克斯韋15歲就在“愛丁堡皇家學報”發(fā)表論文
2、，1854年從劍橋大學畢業(yè)，1874年任卡文迪許實驗室的首任主任。他是氣體動理論的創(chuàng)始人之一，也是經(jīng)典電磁理論的奠基人。麥克斯韋雖然只活了49歲，但他卻寫了100多篇有價值的論文。愛因斯坦在紀念麥克斯韋100周年的文集中對他作出了很高的評價“這是自牛頓奠定理論物理學的基礎以來，物理學公理基礎的最偉大的變革，…這樣一次偉大的變革是同法拉第、麥克斯韋和赫茲的名字永遠聯(lián)在一起的。這次革命的最大部分出自麥克斯韋?！?,1.問題的提出,,,,,,,,,,對穩(wěn)恒電流,對S1面,對S2面,,矛盾,穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理已不適用于非穩(wěn)恒電流的電路,,,一、位移電流,變化的磁場?激發(fā)電場(渦旋電場),變化的電場
3、?激發(fā)磁場,2.位移電流假設,非穩(wěn)恒電路中，在傳導電流中斷處必發(fā)生電荷分布的變化,極板上電荷的時間變化率等于傳導電流,,極板上電荷的變化必引起電場的變化,,,,,,,,,電位移通量,,—位移電流(電場變化等效為一種電流),(以平行板電容器為例),電位移通量的變化率等于傳導電流強度,一般情況位移電流,位移電流密度,,,位移電流與傳導電流連接起來恰好構成連續(xù)的閉合電流,麥克斯韋提出全電流的概念,電流在空間永遠是連續(xù)不中斷的，并且構成閉合回路,－－－(全電流安培環(huán)路定理),麥克斯韋將安培環(huán)路定理推廣,全電流安培環(huán)路定理：,磁場強度沿任意閉合回路的環(huán)流等于穿過此閉合回路所圍曲面的全電流。,傳導電流和位
4、移電流的比較,相同點：,⑴在周圍空間激發(fā)磁場,⑵激發(fā)的磁場為有旋場,⑶和磁場方向滿足右手螺旋關系,不同點：,⑴電荷激發(fā)變化電場激發(fā),⑷存在于導體存在于真空、導體、電介質,⑶產生焦耳熱無焦耳熱,⑵是電荷的運動是電場的變化,(Hd為Id產生的渦旋磁場),,,對稱美,二、電磁場麥克斯韋電磁場方程的積分形式,法拉第電磁感應定律說明：變化的磁場激發(fā)電場，麥克斯韋位移電流論點說明：變化的電場激發(fā)磁場；兩種變化的場永遠互相聯(lián)系著，形成統(tǒng)一的電磁場，這就是麥克斯韋電磁場理論的基本概念。,Maxwell的新思想：,1、渦旋電場——變化的磁場產生電場,2、位移電流——變化的電場產生磁場,前人的經(jīng)驗：,,,靜電場,
5、穩(wěn)恒磁場,1、電場的性質,由靜電場中的高斯定理：,2、磁場的性質,在任意磁場中，通過任意閉合曲面的磁通量都等于零。,3、變化電場與磁場的關系,由全電流的安培環(huán)路定律,4、變化磁場和電場的關系,,,上式是麥克斯韋對法拉第定律的推廣。,總結Maxwell方程組：,1.電場的高斯定理,2.磁場的高斯定理,靜電場是有源場、感應電場是渦旋場,傳導電流、位移電流產生的磁場都是無源場,3.電場的環(huán)路定理,4.全電流安培環(huán)路定理,靜電場是保守場,變化磁場可以激發(fā)渦旋電場,傳導電流和變化電場可以激發(fā)渦旋磁場,麥克斯韋用數(shù)學形式，系統(tǒng)而完美地概括了電磁場的基本規(guī)律，奠定了宏觀電磁場理論的基礎；預言了電磁波的存在；并指出光波也是電磁波，從而將電磁現(xiàn)象和光現(xiàn)象聯(lián)系起來。,說明,（1）形式上相同的表達式，其意義上截然不同（適用一般電磁場）,（2）反映了電磁場是一個整體,（3）方程組簡潔、全面、完整的反映了電磁場的基本規(guī)律和性質,麥克斯韋方程組：,①,②,③,④,判斷下列結論包含于或等效于哪一個方程式,（Ｂ）,（Ｄ）,（Ｃ）,（Ｅ）,（Ｆ）,（Ｇ）,電荷總伴隨有電場；,靜電場是保守場；,磁感線是無頭無尾的；,變化的磁場一定伴隨有電場；,感生電場是有旋場；,變化的電場總伴隨有磁場；,電場線的頭尾在電荷上；,（）,（）,（）,（）,（）,（）,（）,（Ａ）,①,②,③,②,④,①,②,謝謝大家！,
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