電磁場的基本規(guī)律-麥克斯韋方程組及物理意義.ppt

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1 1麥克斯韋方程組的積分形式 麥克斯韋方程組 麥克斯韋方程組 宏觀電磁現(xiàn)象所遵循的基本規(guī)律 是電磁場的基本方程 2 2麥克斯韋方程組的微分形式 3 時變電場的激發(fā)源除了電荷以外 還有變化的磁場 而時變磁場的激發(fā)源除了傳導電流以外 還有變化的電場 電場和磁場互為激發(fā)源 相互激發(fā) 時變電磁場的電場和磁場不再相互獨立 而是相互關(guān)聯(lián) 構(gòu)成一個整體 電磁場 電場和磁場分別是電磁場的兩個分量 在離開輻射源 如天線 的無源空間中 電荷密度和電流密度矢量為零 電場和磁場仍然可以相互激發(fā) 從而在空間形成電磁振蕩并傳播 這就是電磁波 4 在無源空間中 兩個旋度方程分別為 可以看到兩個方程的右邊相差一個負號 而正是這個負號使得電場和磁場構(gòu)成一個相互激勵又相互制約的關(guān)系 當磁場減小時 電場的旋渦源為正 電場將增大 而當電場增大時 使磁場增大 磁場增大反過來又使電場減小 5 3媒質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系 代入麥克斯韋方程組中 有 各向同性線性媒質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系為 6 麥克斯韋方程組 時變場 靜態(tài)場 緩變場 迅變場 電磁場 EM 準靜電場 EQS 準靜磁場 MQS 靜磁場 MS 麥克斯韋方程適用范圍 一切宏觀電磁現(xiàn)象 靜電場 ES 恒定電場 SS 7 例1在無源的電介質(zhì)中 若已知電場強度矢量 式中的E0為振幅 為角頻率 k為相位常數(shù) 試確定k與 之間所滿足的關(guān)系 并求出與相應的其他場矢量 解 是電磁場的場矢量 應滿足麥克斯韋方程組 因此 利用麥克斯韋方程組可以確定k與 之間所滿足的關(guān)系 以及與相應的其他場矢量 對時間t積分 得 8 由 以上各個場矢量都應滿足麥克斯韋方程 將以上得到的H和D代入式