真空中的麥克斯韋方程組.ppt

《真空中的麥克斯韋方程組.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《真空中的麥克斯韋方程組.ppt（11頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

一、電磁感應(yīng)定律,電磁感應(yīng)現(xiàn)象,1831年法拉第發(fā)現(xiàn)：當(dāng)一個磁鐵插進(jìn)或拔出導(dǎo)體回路時(shí)，在回路中將出現(xiàn)感應(yīng)電流。由此他總結(jié)了這一現(xiàn)象服從的規(guī)律：,3真空中的麥克斯韋方程組,二、總電場的旋度和散度方程,感生電場的旋度方程,,1）它反映感生電場為有旋場（又稱漩渦場）,與靜電場本質(zhì)不同。2）它反映變化磁場與它激發(fā)的漩渦電場間的關(guān)系，是電磁感應(yīng)定律的微分形式。,感生電場的散度方程,,總電場的旋度與散度方程,假定電荷分布激發(fā)的場為滿足：,由于感生電場不是由電荷直接激發(fā)，可以認(rèn)為,三、位移電流假設(shè),變化電場激發(fā)磁場猜想,變化磁場產(chǎn)生感生電場,變化電場產(chǎn)生磁場？,位移電流假設(shè),對于靜磁場：與相一致,對變化場它與電荷守恒發(fā)生矛盾,麥克斯韋假設(shè)存在位移電流,總電流：,,類比？,,位移電流的表達(dá)式是什么？,麥克斯韋在多方面考慮后取,,它僅在產(chǎn)生磁場上與傳導(dǎo)電流相同,四、總磁場的旋度和散度方程,（1）為總磁感應(yīng)強(qiáng)度,（2）若，仍為有旋場,（3）可認(rèn)為磁場的一部分直接由變化電場激發(fā),旋度方程,散度方程,與變化磁場產(chǎn)生的感生電場比較,五、真空中的電磁場基本方程——麥克斯韋方程組,,,對方程組的分析與討論,（1）真空中電磁場的基本方程揭示了電磁場內(nèi)部的矛盾和運(yùn)動，即電荷激發(fā)電場，電流激發(fā)磁場，時(shí)變電磁場相互激發(fā)。微分形式反映點(diǎn)與點(diǎn)之間場的聯(lián)系，積分方程反映場的局域特性。,（2）線性偏微分方程，滿足疊加原理,它們有6個未知變量（）、8個標(biāo)量方程，因此有兩個不獨(dú)立。一般認(rèn)為后兩個方程為附加條件，它可由前兩個方程導(dǎo)出。,,具體求解方程還要考慮空間中的介質(zhì)，導(dǎo)體以及各種邊界上的條件。,（3）預(yù)測空間電磁場以電磁波的形式傳播,在電荷、電流為零的空間（稱為自由空間）,,,,,,（4）方程通過電磁感應(yīng)定律加位移電流假設(shè)導(dǎo)出，它們的正確性是由方程與實(shí)際情況相比較驗(yàn)證的。,電場與磁場之間的相互激發(fā)可以脫離電荷和電流而發(fā)生。電場與磁場的相互聯(lián)系，相互激發(fā)，時(shí)間上周而復(fù)始，空間上交鏈重復(fù)，這一過程預(yù)示著波動是電磁場的基本運(yùn)動形態(tài)。,他的這一預(yù)言在Maxwell去世后（1879年）不到10年的時(shí)間內(nèi)，由德國科學(xué)家Hertz通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)。從而證明了Maxwell的假設(shè)和推廣的正確性。,六、洛倫茲力公式,洛倫茲假設(shè)變化電磁場上述公式仍然成立，近代物理實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該式的正確。,,對于運(yùn)動點(diǎn)電荷,,,力密度,對于單個帶電粒子,,