电动力学一二(介质的电磁性质).ppt

第1节，介质的电磁性质，介质的概念，极化介质磁化介质的麦克斯韦方程，第2，1节，介质的概念，介质由分子组成。从电磁学的角度来看，介质是一个带电粒子系统，具有不规则和快速变化的微观电磁场。1.概念3。电介质的分类：电介质分子的正负中心相互重合，没有电偶极矩。介电分子的正负电中心不重合，存在分子电偶极矩。然而，由于分子的不规则热运动，小物理体积中的平均电偶极矩为零，因此不存在电偶极矩的宏观分布。分子是电中性的。当没有外部磁场时，介质内部的宏观磁场为零。当有外场时，介质中的带电粒子受到电场的影响，正负电荷相对位移，极性分子的取向和分子电流的取向呈现一定的规律性，这就是介质的极化和磁化现象。3。介质的极化和磁化。由于极化和磁化，电荷电流的宏观分布，即束缚电荷和磁化电流，发生在介质内部和表面。宏观电荷电流进而激发附加的宏观电磁场，从而叠加外部场以获得介质中的总电磁场。6，2，介质极化，1。介质的极化，a .极化强度矢量p:在外场作用下，两种介质中都出现电偶极矩的宏观分布。结合电荷密度p和极化强度p之间的关系简化了模型：因为每个分子由一对由1，8分开的正电荷和负电荷q组成。当偶极子的负电荷在ldS体积内时，同一偶极子的正电荷从界面dS中穿出。如果每单位体积的分子数是n，从dS中流出的正电荷是，9。如果周围区域v的封闭界面s被整合，则通过界面s从v流出的正电荷是，因为介质是电中性的，该量也等于v中的净负电荷。也就是说，(注意正电荷位于整合面板的相反方向)10，将该区域分成体积分数以获得微分形式，11， 两种介质界面上的束缚电荷的概念是P2dS，通过薄层右侧进入介质2的正电荷是p1ds，从介质1通过薄层左侧进入薄层的正电荷是p1ds。 因此，薄层中的净剩余电荷为(p2p1) ds，p代表束缚电荷表面密度。有1，2，12，因此，n是接口上从介质1到介质2的法线。13，2。介质和场的相互作用。介质对宏观场的影响是通过结合电荷来激发电场。因此，麦克斯韦方程中的电荷密度包括自由电荷密度和束缚电荷密度。因此，在实际问题中，束缚电荷不易受实验条件的限制。我们可以消除它，得到，14，并引入电位移矢量d，它被定义为，可以得到，对于一般的各向同性线性介质，在极化强度和，B.D .和e .之间的实验关系之间有一个简单的线性关系，15,e被称为介质的极化率。所以，16，3，介质的磁化强度，a .宏观磁化电流密度JM，在没有外场的情况下，介质不出现宏观电流分布，在外场的作用下，分子电流出现规则分布，形成宏观电流密度JM。1。分子电流可以用磁偶极矩来描述。分子电流被认为是一个携带电流的小线圈。如果线圈面积为A，那么对应于分子电流的磁矩是，在介质被磁化后，出现一个宏观磁偶极矩分布。对于磁化强度m，定义为：18，2。磁化电流密度与磁化强度的关系。如果分子电流由边界线L连接，则分子电流对IM有贡献。在其他情况下，分子电流不因此，如果每单位体积的分子数为n，则由边界线l连接的分子电流数为(注意，反向电流位于面板中积分线元素的反向)，20。这个数乘以每个分子的电流I，得到从s的后表面流向前表面的总磁化电流，磁化电流密度用JM表示。有，21，线积分变为m的面积分数，微分形式可由s，22，3的任意性得到。极化电流。当电场改变时，介质的极化强度p改变，这种改变产生另一种电流，称为极化电流。表达式，xi是v中每个带电粒子的位置，它的电荷是ei。定义23.4。介质和磁场之间的相互作用。介质对磁场的影响是通过感应电流JM来激发磁场。因此，麦克斯韦方程中的j包括介质中的自由电流密度JP和感应电流密度JP JM，并且介质中的麦克斯韦方程是，24，使用，获得，25，重写上述公式作为b b和h之间的实验关系。实验表明，对于各向同