《电磁场理论》PPT课件

1、英国物理学家麦克斯韦(1831-1879)是经典电磁理论的创始人和气体动力学理论的创始人之一。他提出了旋转场和位移电流的概念，建立了经典的电磁理论，并预言了以光速传播的电磁波的存在。在气体动力学理论方面，他还提出了气体分子按速度分布的统计规律。1865年，麦克斯韦在总结前人工作的基础上提出了完整的电磁场理论。他的主要贡献是提出了两个假设：“旋转电场”和“位移电流”，从而预测电磁波的存在并计算电磁波的速度(即光速)。1888年，赫兹的实验证实了他的预测，麦克斯韦的理论奠定了经典动力学的基础。它为无线电技术和现代电子通信技术的发展开辟了广阔的前景。(在真空中)，第13章电磁场和电磁波，131电流连

2、续性方程位移电流，I .位移电流，电流强度：电流密度：在数值上等于通过垂直于电流方向的单位截面的电流强度，并且通过导体中任何截面的电流是：稳恒电流磁场的安培环路定理：矛盾，I:自由电流或传导电流，不稳定恒定电流，(a)充电，(b)放电，电容器充电，两个极板之间的电位移， 电动位移通量，充电，放电，总是在与传导电流相同的方向上，思考：位移电流，位移电流密度，在电场中某一点的位移电流密度等于在该点的电动位移矢量对，通过电场中横截面的位移电流的强度等于通过横截面的电动位移通量随时间的变化率。 在非稳态情况下，电流也是连续闭合的。第二，全电流，如果电路中有传导电流和位移电流同时通过某一部分，两者之和称

3、为全电流。全电流密度：全电流强度：在任何情况下，全电流总是连续的。传导电流和位移电流的区别：有介质、导体、导体、电介质和真空；第三，位移电流的磁场。麦克斯韦认为位移电流激发的磁场定律与传导电流的磁场定律相同。总电流定理：磁场中沿任何闭环的磁场强度的线积分在数值上等于闭环中传导电流和位移电流的代数和。位移电流的含义：揭示了电场与磁场、涡流磁场的内在联系。结论：传导电流和位移电流都能激发涡流磁场。位移电流的引入深刻揭示了电场和磁场的内在联系，体现了自然界的对称性之美。法拉第电磁感应定律表明，改变磁场会产生涡流电场，位移电流假说的实质是改变电场会产生涡流磁场。变化的电场和变化的磁场相互关联并被激发形

4、成统一的电磁场。(1)平行板之间的电场为：D=，jD均匀分布在横截面上，与传导电流方向相同。一个圆形平行板电容器，两个板的半径是a。让它充电和放电，电荷按照规则Q=Qosint变化，边缘效应被忽略。寻求：jD和？(2)位移电流强度：(1)电容器两极板间的位移电流(2)以两极板间的连线为轴，以半径为R的圆环为圆心，应采用全电流定律。例2。有一个平板电容器，两个平板是半径为R=0.1m的导体圆板，因此两个平板电容器之间的电场变化率为0。寻求：(1)位移电流；(2)从两个板的中心开始的两个板之间的连接线是在R处的磁感应强度和在R=R处的磁感应强度.所以，在这个时候，B.示例3空气平行板电容器省略了边

5、缘效应。1)充电后，断开电源，然后在这个过程中，两块板之间是否有jD？为什么？jD=0，jD0，D变化！示例1具有圆形平行板电容器。现在给它充电，使电路产生传导电流。如果忽略边缘效应，计算(1)两个板之间的位移电流；(2)两个极板之间离轴的距离点处的磁感应强度。解是一个半径平行于极板的圆环。通过该圆形区域的电位移通量通过替换数据来计算和计算。132麦克斯韦方程，1。电介质的高斯定理：电场中通过任何封闭表面的电位移通量等于该表面所包围的自由电荷的代数和。2.电场回路定理(静电场和感应电场)；3.磁场的高斯定理：电场强度沿任意闭合曲线的线积分等于以曲线为边线的曲面磁通量变化率的负值。穿过任何封闭表

6、面的磁通量总是等于零。全电流定理：磁场中沿任何闭环的磁场强度的线积分在数值上等于闭环中传导电流和位移电流的代数和。麦克斯韦方程的积分形式：三个介质性质方程：麦克斯韦方程是完全描述电磁场的动力学方程。麦克斯韦方程的微分形式，麦克斯韦电磁理论的特点，电场和磁场以及时间和空间之间的明显对称性。物理概念创新；逻辑系统是严格的；数学形式简单而美丽；优秀的演绎方法；134电磁波(平面电磁波)，1。电磁波：电磁场在空间的传播，2。平面谐波电磁波的波动方程和性质，2。在空间中，充满变化的磁场(电场)和变化的电场(磁场)的空间同时形成电磁场。其中，波速、基本性质：(4)波速是有限的，(1)电磁波是横波，每两个互

7、相垂直。(2)极化，分别在它们各自的平面方向振动。、相位变化。此外，光波是电磁波，而在真空中，3。电磁波的能量、能量密度和单位时间内通过垂直阿波罗传播方向的单位面积能量由下式表示。考虑的方向关系有：能量流密度向量(Poynting向量):能量流密度：例2。长直螺线管。导线中有电流I，电流随时间的变化率为每单位螺线管长度n匝、r半直径和管中的磁导率。找出：(1)在远离螺线管轴线的点A处的磁场强度h；(2)a点的感应电场强度；(3)点a处的坡印亭矢量。(1)管内磁感应强度为：方向向左水平。方向是水平向左。磁场强度：闭环l，半径r，那么，(2)根据，取，(公式中的负号表示它抵抗电流的变化。)，(3)点A处的坡印亭矢量的大小是：在轴上(即r=0)，S=0。根据，S的方向垂直于螺线管的轴线，并且螺线管中的电磁能量不会向外辐射。电磁波谱、波长范围和无线电波的应用：无线电波、红外线：0.6毫米760纳米、热效应；不易被大气和浓雾吸收。可见光：760 nm400 nm，能使人的眼睛感觉到光。紫外线：400 nm5 nm，具有明显的化学效应和荧光效应，并具有较强的杀菌能力。x射线：5nm0.04nm，穿透力强，用于医疗中的荧光透视和病理检查；在工业上，它用于检查金属材料中的缺陷和分析晶体结构。穿透力比x射线强，而且它对生物有很大的破坏力。射线：小于0.04纳米，