真空中的麦克斯韦方程组.ppt

一、电磁感应定律,电磁感应现象,1831年法拉第发现：当一个磁铁插进或拔出导体回路时，在回路中将出现感应电流。由此他总结了这一现象服从的规律：,3真空中的麦克斯韦方程组,二、总电场的旋度和散度方程,感生电场的旋度方程,1）它反映感生电场为有旋场（又称漩涡场）,与静电场本质不同。2）它反映变化磁场与它激发的漩涡电场间的关系，是电磁感应定律的微分形式。,感生电场的散度方程,总电场的旋度与散度方程,假定电荷分布激发的场为满足：,由于感生电场不是由电荷直接激发，可以认为,三、位移电流假设,变化电场激发磁场猜想,变化磁场产生感生电场,变化电场产生磁场？,位移电流假设,对于静磁场：与相一致,对变化场它与电荷守恒发生矛盾,麦克斯韦假设存在位移电流,总电流：,类比？,位移电流的表达式是什么？,麦克斯韦在多方面考虑后取,它仅在产生磁场上与传导电流相同,四、总磁场的旋度和散度方程,（1）为总磁感应强度,（2）若，仍为有旋场,（3）可认为磁场的一部分直接由变化电场激发,旋度方程,散度方程,与变化磁场产生的感生电场比较,五、真空中的电磁场基本方程麦克斯韦方程组,对方程组的分析与讨论,（1）真空中电磁场的基本方程揭示了电磁场内部的矛盾和运动，即电荷激发电场，电流激发磁场，时变电磁场相互激发。微分形式反映点与点之间场的联系，积分方程反映场的局域特性。,（2）线性偏微分方程，满足叠加原理,它们有6个未知变量（）、8个标量方程，因此有两个不独立。一般认为后两个方程为附加条件，它可由前两个方程导出。,具体求解方程还要考虑空间中的介质，导体以及各种边界上的条件。,（3）预测空间电磁场以电磁波的形式传播,在电荷、电流为零的空间（称为自由空间）,（4）方程通过电磁感应定律加位移电流假设导出，它们的正确性是由方程与实际情况相比较验证的。,电场与磁场之间的相互激发可以脱离电荷和电流而发生。电场与磁场的相互联系，相互激发，时间上周而复始，空间上交链重复，这一过程预示着波动是电磁场的基本运动形态。,他的这一预言在Maxwell去世后（1879年）不到10年的时间内，由德国科学家Hertz通过实验证实。从而证明了Maxwell的假设和推广的正确性。,六、洛伦兹力公式,洛伦兹假设变化电磁场上述公式仍然成立，近代物理实验证实了该式的正确。,对于运动点电荷,力密度,对于单个带电粒子,