真空中的麥克斯韋方程組.ppt

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一、電磁感應定律,電磁感應現(xiàn)象,1831年法拉第發(fā)現(xiàn)：當一個磁鐵插進或拔出導體回路時，在回路中將出現(xiàn)感應電流。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)的漩渦電場間的關系，是電磁感應定律的微分形式。,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)，可以認為,三、位移電流假設,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,對于靜磁場：與相一致,對變化場它與電荷守恒發(fā)生矛盾,麥克斯韋假設存在位移電流,總電流：,,類比？,,位移電流的表達式是什么？,麥克斯韋在多方面考慮后取,,它僅在產(chǎn)生磁場上與傳導電流相同,四、總磁場的旋度和散度方程,（1）為總磁感應強度,（2）若，仍為有旋場,（3）可認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)部的矛盾和運動，即電荷激發(fā)電場，電流激發(fā)磁場，時變電磁場相互激發(fā)。微分形式反映點與點之間場的聯(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個標量方程，因此有兩個不獨立。一般認為后兩個方程為附加條件，它可由前兩個方程導出。,,具體求解方程還要考慮空間中的介質(zhì)，導體以及各種邊界上的條件。,（3）預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）方程通過電磁感應定律加位移電流假設導出，它們的正確性是由方程與實際情況相比較驗證的。,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)，時間上周而復始，空間上交鏈重復，這一過程預示著波動是電磁場的基本運動形態(tài)。,他的這一預言在Maxwell去世后（1879年）不到10年的時間內(nèi)，由德國科學家Hertz通過實驗證實。從而證明了Maxwell的假設和推廣的正確性。,六、洛倫茲力公式,洛倫茲假設變化電磁場上述公式仍然成立，近代物理實驗證實了該式的正確。,,對于運動點電荷,,,力密度,對于單個帶電粒子,,