《麦克斯韦电磁理论》PPT课件

1. 麦克斯韦电磁理论第六章 麦克斯韦电磁理论 1.1 Maxwell时代 电磁场基本规律0 1) d 2) d 03) d 0 4 ) from D S qE lB Sfrom 关 于 静 电 场 ： 库 仑 定 律 、 场 叠 加 原 理关 于 恒 磁电 场 的 高 斯 定 理静 电 场 的 环 路 定 理场 ： 毕 奥 -萨 伐 尔 定磁 场 的 高 斯 理 律定安 vv vv vv 0 d 5) BH l It 培 环 路 定 理法磁 场 变 拉 第 电 磁 感化 规 应 定 律律 vv 电场的环路定理在 普 遍 情 况 下 ， 电 场的 环 路 定 理 为 ： 静 电 场 环 路 定 理特 例d dBE l St vv vv d 0E l vv 讨论“安培回路定理”-恒定条件恒 定 条 件 下 ： 电 流 的 连 续 性 方 程0 0d dL SH l I j S v vv v dd dS qj S t vv 1 21 20 00 00 d dd d 0d 0S SS SS j S j Sj S j Sj S v vv vv vv vvv 讨论“安培回路定理”-非恒定条件电 容 器 充 电 过 程 12 1 2 000 0 0 d 0d 0d d 0d 0SSS S S j Sj Sj S j Sj S vv vv v vv vvv 位移电流 1 2 0 00 0 00 0 00 dd ddd d d dd dd d( ) d 0 ( ) d ( ) dS S SS S S SS S q SD S qq DD S St t tDj qj S tS StDj StD Dj S j S t t 是 累 积 在 内 的 自 由 电 荷vv vv vv vv vv v vv v v vv v v vv 乙乙乙 位移电流 安培回路定理位 移 电 流 假 说0 0d dd dDL DL H l I IH l I t vv vv 0 0d d dd : d d d d d:d d d d d D P P D E P S St P S qd P qP S Sdt t PtP E tqj S t S j StE tt 电 场 的 时 间 变 化 率极 化 电 荷 的 连 续 性 方 程极 化 电 荷 运 动 引 起 的 电 流 v v v v vvv vv vv vv v vv vv v v I0 与 ID 比较： 真空中可以有光存在，可以有场存在。与自由电荷运动相当产生焦耳热存在导体、介质及真空中；只存在于导体中 不产生焦耳热I0 ID 束缚电荷运动 电场变化 与相当产生磁场 产生磁场 麦克斯韦 方程组-积分形式 0 0 0d d d d d d d d d 0 e e eS V V VL S S S S D S V D V V DB B BE l S E S S Et t tB S vv v vv v vv v v vv v vvv 0 0 0 d 0 0 d d d d d VL S S S SB V BD D DH l I S H S j S S H jt t t v vv v vv v v v vv v vv v Maxwell方 程 组 是 经 典 电 磁 理 论 之 基 础 。每 一 式 的 物 理 意 义 如 下 ： 第 二 、 第 四 式 合 之 告 知 我 们 ： 变 化 的 电 场 、 磁 场 相 互 激 发 ，可 脱 离 场 源 而 独 立 存 在 ， Maxwell由 此 预 言 了 电 磁 波 存 在 ， 1888 年 Hentz验 证 了 此 预 言 。 Maxwell方 程 组 是 解 决 宏 观 电 磁 现 象 的有 力 工 具 。 VSD dd 0 StBlE dd 0d SB StDjlH d)(d 0第 一 式 ： 静 电 场 是 有 场 源 ；第 二 式 ： 不 但 电 荷 能 激 发 电 场 ， 而 且 变 化 的 磁 场 也 能 激 发 电 场 ；第 三 式 ： 磁 场 是 无 源 场 ， 磁 感 应 线 闭 合 ， 自 由 磁 荷 不 存 在 ；第 四 式 ： 不 但 传 导 电 流 能 激 发 磁 场 ， 而 且 变 化 的 电 场 也 能 激 发 磁 场 。 麦克斯韦 方程组-微分形式0 00 eD BE tB DH j t v vvv vv v 000 rrD EB Hj E v vv vvv 边界条件-磁介质界面上的边界条件 2 12 2 11d 0d d( - ) 0 d 0( ) 0 0n nn nB SB S B S B SB S B SBn BBB 上 下 侧vv v vvv vv vv v 边界条件-磁介质界面上的边界条件0 0 1 22 12 1d 00: 00: 00 0( ) 0 DL Dt tt tH l I tIH l H lH Hn H H vv v vv 介 分 界 面 上 边界条件-电介质界面上的边界条件0 2 12 12 1( d 0d d d 0( ) 0 0- ) 0n nn nD S qD S Dn D D S D SD S D SD D 上 下 侧vv v vv vv vv vv 边界条件-电介质界面上的边界条件B B1 22 12 1d 00 0( ) 0L t tt tE l tE l E lE En E E 边界条件-导体界面上的边界条件 00 002 01 02 01dd 0d( ): ( ) 0S eqj S tn j j tn j j vvv vv v vv恒 定 件 下2 1 0 02 1 0 00dd d d( )( 0- )n n eeD S qD S D S D S qD S D S q Sn D D 上 下 侧vv v v vvv v v vv 边界条件-导体界面上的边界条件0 22 11( - ) 0( - ) 0n B Bn H in E E v vv v vv v vv 外 Thanks