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ch1414-1 位移电流一、已有的电磁场的基本规律二、位移电流1.问题(wnt)的提出S2S1I0sl非稳恒情况RI0lI0稳恒情况S1S2 S0LLi0SdjIl dH内内 21S0S0SdjSdj第1页/共26页第一页，共27页。ch142.问题的解决(jiju)提出假设S2S1I0sl SdjSdtDdtdIdd SdjjIIId0d0)(q0电流的连续性方程高斯定理 S00SdtDj)(21S0S0LSdjSdj?l dHE第2页/共26页第二页，共27页。ch14三、安培环路(hun l)定理的普遍形式 Sd0d0LSdjjIIIl dH)()(tDjjjH0d0 SdtBl dESL S0LSdtDjl dH)()(第3页/共26页第三页，共27页。ch14例题14.1平行板电容器由半径为5.0 cm的两块圆导体片构成(guchng)，极板间电场强度的时间变化率为dE/dt = 2.01013 V/(ms). 设充电后电荷在极板上均匀分布，试求：( 1 ) 两极板间的位移电流Id；( 2 ) 两极板间磁感应强度的分布和极板边缘处的磁感应强度。 SdtDId S0LSdtDjl dH)()(本章(bn zhn)习题：14-1，2EB第4页/共26页第四页，共27页。14-2 麦克斯韦(mi k s wi)方程组和边界条件ch14 SdtDIl dH0SdBSdtBl dEqSdD00tDjH0BtBED00 ED0r HB0r )(KEj0 组描述介质性质(xngzh)的方程第5页/共26页第五页，共27页。ch1414-3 电磁波一、自由空间中的电磁波真空中电磁场的波动方程（没有(mi yu)自由电荷和传导电流）022002tEE022002tBB001c真空中波速真空中波速可见，麦克斯韦方程组预言(yyn)了电磁波的存在第6页/共26页第六页，共27页。感应圈赫兹振子ch14二、电磁波的辐射(fsh)1.赫兹实验 1886年29岁的赫兹发现：当电池(dinch)通过一对线圈中的一个放电时，在另一个线圈里产生火花。 1888年他总结(zngji)出：电磁感应是以波动形式传播的，并第一次使用了“电磁波”一词。 赫兹（1857-1894）第7页/共26页第七页，共27页。ch142.偶极振子(zhn z) LC共振电路可以作振源条件：开放性电路 高频振荡(zhndng) 能量供给 偶极振子(zhn z)3.偶极振子发射的电磁波第8页/共26页第八页，共27页。ch14三、平面(pngmin)电磁波1. 沿x方向(fngxing)传播的电磁波BEp第9页/共26页第九页，共27页。ch140 xEkxEx222 )()(dd所以(suy) Ex=0 即无x轴分量)(),(txk0EtxE ie解为0E 因为因为 E与x轴垂直(chuzh)EeEBn=i=又因为(yn wi) 磁场与电场振动方向和传播方向垂直第10页/共26页第十页，共27页。ch14rr1ckv 波速(b s)（相速）r0)trk(0E) t , r(Eie2. 沿任意方向传播(chunb)的平面电磁波 2kk 其其大大小小播播的的方方向向为为传传播播矢矢量量，代代表表波波传传第11页/共26页第十一页，共27页。ch143. 自由空间中平面电磁波的主要性质 平面电磁波是横波TEM EB， E B 是传播矢量的方向 E、B同相位，振幅(zhnf)比等于波速 电磁波的传播速度1第12页/共26页第十二页，共27页。ch14四、电磁波谱 (Electromagnetic Spectrum )第13页/共26页第十三页，共27页。ch14 太赫兹(THz)频段是指频率从十分之几到十几太赫兹, 介于毫米波与红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域。在微电子学、光电子学、通信、天文学、化学、生物学、医学、农学等及由此带动的交叉研究(ynji), 如安全检测, 特别是对炸药、毒品等相关材料的检测研究(ynji)中有广泛应用。第14页/共26页第十四页，共27页。ch1414-4 电磁场的能量(nngling)和动量一、电磁场的能量(nngling)描述1.电磁能密度(md)(BHDE21w 真空中，)()(0022BE21BHDE21w 0220BEw,EcEB 00所以所以又又第15页/共26页第十五页，共27页。ch142.电磁(dinc)能流密度SEHEB1cEEcEccwAtAtcwS00220 cctAw3.电磁(dinc)能流密度矢量（坡印廷矢量）表示单位时间(shjin)内流过与能量传输方向垂直的单位横截面积的电磁能量HES 其方向代表能量的传输方向第16页/共26页第十六页，共27页。ch1422034202sin2rcfpS偶极振子(zhn z)的平均能流密度第17页/共26页第十七页，共27页。ch14二、电磁场的动量(dngling)Sc1HEc1g22 辐射压强：电磁波被物体表面反射或吸收(xshu)时产生的压强辐射压强 22cSwPcoscos 电磁波动量(dngling)密度根据狭义相对论，电磁波能量222cpE 所以电磁波动量密度大小为cwg SEHp第18页/共26页第十八页，共27页。1899年列别捷夫首次测定(cdng)了光压离100W灯泡1m25N/m10 rp小镜悬丝 pr pr抽空光照力矩你相信(xingxn)电磁波有动量吗？太阳光压:10-6 N/m2大气压:105 N/m2ch14第19页/共26页第十九页，共27页。彗星(huxng)尾的形成彗星(huxng)尾由尘埃组成。当彗星(huxng)运行到太阳附近，尘埃颗粒受到太阳光的光压比引力大，被推向远离太阳的方向形成很长的彗星(huxng)尾，被太阳照得很亮。光的波粒二相性电磁波“波动性”能量和动量“粒子性”光子Compton散射验证了光子具有动量。ch14第20页/共26页第二十页，共27页。ch141979年，首次观测激光(jgung)减速原子的效应。朱棣文等曾利用钠原子喷泉方法，选择捕集到速度范围极窄的一群原子，其相应温度仅为24pK。Laser Cooling and Trapping磁光阱MOT第21页/共26页第二十一页，共27页。ch14三、电磁场是物质(wzh)的一种形态量子场论：带电粒子用量子力学描述；光子(电磁(dinc)量子)在空间的传播用麦克斯韦方程组描述；带电粒子之间的电磁(dinc)相互作用用交换光子的方式描述。经典电磁学适用的范围 经典电磁学适用于：光的粒子性和带电粒子的波动性都不显著的过程。第22页/共26页第二十二页，共27页。ch14第十四章小结(xioji) 掌握(zhngw)麦克斯韦的两个假说：有旋电场和位移电流SdtBl dESLr SdjSdtDdtdIdd 掌握(zhngw)麦克斯韦方程组的微分、积分形式第23页/共26页第二十三页，共27页。ch14 SdtDIl dH0SdBSdtBl dEqSdD00tDjH0BtBED00 掌握(zhngw)电磁场的能量密度和能流密度矢量)(BHDE21w HES 第24页/共26页第二十四页，共27页。ch14 理解(lji)电磁场的动量Sc1HEc1g22 了解平面电磁波的物理(wl)图像第25页/共26页第二十五页，共27页。感谢您的欣赏(xnshng)！第26页/共26页第二十六页，共27页。NoImage内容(nirng)总结ch14。一、已有的电磁场的基本规律。1886年29岁的赫兹发现：当电池通过一对线圈中的一个放电时，在另一个线圈里产生火花。磁场与电场振动方向和传播方向垂直。太赫兹(THz)频段是指频率从十分之几到十几太赫兹, 介于(ji y)毫米波与红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域。在微电子学、光电子学、通信、天文学、化学、生物学、医学、农学等及由此带动的交叉研究, 如安全检测, 特别是对炸药、毒品等相关材料的检测研究中有广泛应用第二十七页，共27页。
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