大学物理第10章麦克斯韦方程组.ppt

2020/7/5,DUT 余 虹,1,大学物理助学,大连理工大学物理系,PHYH,余 虹,2020/7/5,DUT 余 虹,2,电磁场,第10章 麦克斯韦方程组,产生磁场的原因,1、电流,2、变化的磁场,产生电场的原因,1、电荷,2、变化的电场,?,麦克斯韦 理论肯定了这一点！,2020/7/5,DUT 余 虹,3,S1,R,I（t）,S2,L,稳恒磁场,非稳恒时,?,0 S1,I S2,任意时刻空间每一点的磁场都是确定的，对于确定的回路积分只有唯一确定的值。,一、安培环路定理失效,10.1 位移电流,定理需要修正！方程的右边还有一个物理量！,2020/7/5,DUT 余 虹,4,二、位移电流,ID,R,I（t）,1、大小与电位移对时间的 变化率 相关。,2、在产生磁场的作用方面 与传导电流等价。,2020/7/5,DUT 余 虹,5,三、位移电流的特点,1、只要电场随时间变化，就有相应的位移电流.,2、位移电流与传导电流是完全不同的概念，仅在产生磁场方面二者等价.,(1)在无传导电流的介质中 ID = 回路导线段 I .,(1)传导电流有电荷流动，通过导体会产生焦耳热.,(2) ID无电荷流动。高频时介质也发热，那是分子反复极化造成.,(2)在导体中，低频 时ID I， 可忽略；高频时不可略,2020/7/5,DUT 余 虹,6,R,I,S2,10.2 全电流安培环路定理,I,L,S1,0+ID S1,I +0 S2,Id,I全,例题,L1,L2,L3,忽略边缘效应，讨论平板电容器充电时磁场强度沿不同环路的环流的相对大小。,讨论：,2020/7/5,DUT 余 虹,7,10.3 麦克斯韦方程组,静电场,涡旋电场,稳恒磁场,“位 移磁场”,一、积分形式,2020/7/5,DUT 余 虹,8,二、两类场同时存在,Maxwell 方程组,2020/7/5,DUT 余 虹,9,二、微分形式,Maxwell 方程组,根据,根据,2020/7/5,DUT 余 虹,10,一、 平面电磁波的特点,1.横波 场强的方向与波传播方向垂直,2.,3. 波速,4. E、H 同步,10.4 平面电磁波,2020/7/5,DUT 余 虹,11,2020/7/5,DUT 余 虹,12,2020/7/5,DUT 余 虹,13,电磁波频率较高时，仪器测量响应时间远远大于场量的振动周期 T ，因此有意义的是能流的平均值。,2020/7/5,DUT 余 虹,14,2020/7/5,DUT 余 虹,15, 射 线,X 射 线,紫 外 线,红 外 线,微 波,可 见 光,外层电子跃迁,核内粒子作用,内层电子跃迁,分子振动转动,核、电子自旋,晶体、电子线路振荡,无线电波,10.5 电磁波谱,一、电磁波谱,2020/7/5,DUT 余 虹,16,二、电磁波的多普勒效应,若星球远离地球，我们将测到光谱的红移现象。1917年斯莱弗拍摄了15个涡状星云的光谱中13个有显著红移。1919年哈勃提出星系退行速度,哈勃定律,哈勃定律并不表示银河系是宇宙的中心，而是显示了一幅宇宙膨胀的图景，多普勒理论为它提供了科学依据。,2020/7/5,DUT 余 虹,17,讨论辐射场,振荡偶极子辐射的电磁波,（1）Z轴上各点 = 0或 ，E=H=0,（2）XY平面上 = /2,Eo、Ho 最大,2020/7/5,DUT 余 虹,18,辐射强度,发射功率单位时间辐射总能量,2020/7/5,DUT 余 虹,19,2020/7/5,DUT 余 虹,20,作者 余 虹,2020/7/5,DUT 余 虹,21,I全 = I + ID,全电流连续性方程,Maxwell 方程之一,返回6,