大學物理九章4

線圈自感電動勢為由功能原理得即§9-5磁場的能量磁場的能量：（結(jié)論普遍適用）自感系數(shù)的求解二.

磁能密度以長直線螺線管為例表明能量定域于磁場所在的空間體積V中?。ńY(jié)論普遍適用）I單位體積中的磁能--磁能密度:一般情況，磁場不均勻，則:V是磁場所在的空間dVII例1、一根長直同軸電纜，由半徑為R1和R2的兩同心圓柱薄筒組成，電纜中有穩(wěn)恒電流I，經(jīng)內(nèi)層流進外層流出形成回路。試計算長為l的一段電纜內(nèi)的磁場能量。解：R2R1r法二：先計算自感系數(shù)I例、一根長直同軸電纜，由半徑為R1導線和R2的圓筒組成，導線和圓筒間充滿磁導率為的介質(zhì)。電纜中有穩(wěn)恒電流I，經(jīng)內(nèi)層流進外層流出形成回路。內(nèi)層導線橫截面電流均勻分布試計算長為l的一段電纜內(nèi)的磁場能量。解：IR2R1(1)兩導體之間的磁介質(zhì)內(nèi)取回路L1

根據(jù)磁場分布的對稱性取回路IR1R2IBr0分布曲線如右圖r1L1(2)在圓柱體內(nèi)取回路L2.(3)在圓柱面外取回路L3.R1L3Ir2L2R1R2Br0I麥克斯韋（1831-1879）英國物理學家.經(jīng)典電磁理論的奠基人,氣體動理論創(chuàng)始人之一.他提出了有旋場和位移電流的概念,建立了經(jīng)典電磁理論,并預(yù)言了以光速傳播的電磁波的存在.在氣體動理論方面,他還提出了氣體分子按速率分布的統(tǒng)計規(guī)律.電場靜電場感生電場靜止電荷磁場恒定電流穩(wěn)恒磁場感生磁場

§9-6位移電流電磁場理論

S1L穩(wěn)恒電流條件下的安培環(huán)路定理：定義傳導電流密度矢量大?。簡挝粫r間內(nèi)通過垂直于電流方向單位橫截面積的電量方向：電流的方向a.簡單電路L是s的邊界S2S1Lb.

電路中加入電容+++---則對S1面對S2面在電容器的充電過程：矛盾：對同一閉合回路，H的積分結(jié)果不同。IdId:位移電流而且Id=I為了解決矛盾麥克斯韋假設(shè)S2S1L+++---位移電流和傳導電流一樣，也可以激發(fā)磁場則解決了矛盾！假設(shè)：電荷守恒定律：++++++++++II00位移電流(假設(shè)）的大小和性質(zhì)：Id=I高斯定理：通過某截面的Id為此截面上通量隨時間t的變化率，所以稱其為位移電流定義：位移電流密度：大?。弘娢灰齐S時間的變化率方向：電位移增大的方向電場增大的方向

××××××××××××××

×××××××××××××oPI(傳導電流)Id(位移電流)電荷定向移動無電荷定向移動必須依賴導體變化的電場不依賴導體產(chǎn)生焦爾熱不產(chǎn)生焦爾熱區(qū)別：二、全電流定理安培環(huán)路定理的普遍形式：全電流：傳導電流和位移電流的總和傳導電流面密度位移電流面密度此式稱為全電流的安培環(huán)路定理

1.位移電流在產(chǎn)生磁場這一點上與傳導電流完全相同，所產(chǎn)生的磁場也是有旋場

2.和構(gòu)成右旋關(guān)系。全電流的安培環(huán)路定理：說明：

三、麥克斯韋方程組

渦旋電場和位移電流的存在表明:

電場和磁場是內(nèi)在的統(tǒng)一體——電磁場.1.電場的性質(zhì)有源特性,高斯定理:2.磁場的性質(zhì)無源特性,高斯定理:3.變化的電場和磁場的聯(lián)系變化的電場產(chǎn)生磁場

環(huán)路定理:表明:

任何磁場中,H沿任意閉合曲線的線積分等于通過以該曲線為邊界的任意曲面的全電流.4.變化的磁場和電場的聯(lián)系變化的磁場產(chǎn)生渦旋電場,改寫了電場的環(huán)路定理歸納起來得到麥克斯韋方程組的積分形式:電場和磁場的本質(zhì)及內(nèi)在聯(lián)系電荷電流磁場電場運動變化變化激發(fā)激發(fā)預(yù)言了電磁波760nm400nm

可見光

電磁波譜紅外線

紫外線

射線X射線長波無線電波頻率波長短波無線電波無線電波可見光紅外線紫外光

射線

射線麥克斯韋方程式的意義是對經(jīng)典電磁學理論的高度概括，具有極為豐富的物理內(nèi)容，它對物理學的貢獻是劃時代的。它在經(jīng)典物理學中的地位與牛頓定律在經(jīng)典物理學中的地位相當。在形式上，具有鮮明的“對稱、和諧、簡單”的美學標志，這正是物理學家們所追求的，即用盡可能簡單的概念和方程去概括盡可能多的物理性質(zhì)。M.V.勞厄稱麥克斯韋方程組式是“美學上真正