大學(xué)物理第10章麥克斯韋方程組課件

2023/8/23DUT余虹1電磁場第10章麥克斯韋方程組產(chǎn)生磁場的原因1、電流2、變化的磁場產(chǎn)生電場的原因1、電荷2、變化的電場?麥克斯韋理論肯定了這一點(diǎn)！2023/8/2DUT余虹1電磁場第10章麥克斯2023/8/23DUT余虹2S1RI（t）S2L穩(wěn)恒磁場非穩(wěn)恒時(shí)?0

S1I

S2任意時(shí)刻空間每一點(diǎn)的磁場都是確定的，對(duì)于確定的回路積分只有唯一確定的值。一、安培環(huán)路定理失效10.1位移電流

定理需要修正！方程的右邊還有一個(gè)物理量！2023/8/2DUT余虹2S1RI（t）S2L穩(wěn)恒2023/8/23DUT余虹3二、位移電流IDRI（t）1、大小與電位移對(duì)時(shí)間的變化率

相關(guān)。2、在產(chǎn)生磁場的作用方面與傳導(dǎo)電流等價(jià)。2023/8/2DUT余虹3二、位移電流ID2023/8/23DUT余虹4三、位移電流的特點(diǎn)1、只要電場隨時(shí)間變化，就有相應(yīng)的位移電流.2、位移電流與傳導(dǎo)電流是完全不同的概念，僅在產(chǎn)生磁場方面二者等價(jià).(1)在無傳導(dǎo)電流的介質(zhì)中ID=回路導(dǎo)線段

I.(1)傳導(dǎo)電流有電荷流動(dòng)，通過導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生焦耳熱.(2)

ID無電荷流動(dòng)。高頻時(shí)介質(zhì)也發(fā)熱，那是分子反復(fù)極化造成.(2)在導(dǎo)體中，低頻時(shí)ID

I，可忽略；高頻時(shí)不可略2023/8/2DUT余虹4三、位移電流的特點(diǎn)1、2023/8/23DUT余虹5RIS210.2全電流安培環(huán)路定理ILS10+ID

S1I+0

S2IdI全例題L1L2L3忽略邊緣效應(yīng)，討論平板電容器充電時(shí)磁場強(qiáng)度沿不同環(huán)路的環(huán)流的相對(duì)大小。討論：>2023/8/2DUT余虹5RIS210.2全2023/8/23DUT余虹610.3麥克斯韋方程組靜電場渦旋電場穩(wěn)恒磁場“位移磁場”一、積分形式2023/8/2DUT余虹610.3麥克斯韋2023/8/23DUT余虹7二、兩類場同時(shí)存在Maxwell方程組2023/8/2DUT余虹7二、兩類場同時(shí)存在Max2023/8/23DUT余虹8二、微分形式Maxwell方程組根據(jù)根據(jù)2023/8/2DUT余虹8二、微分形式Maxwel2023/8/23DUT余虹9一、平面電磁波的特點(diǎn)1.橫波

場強(qiáng)的方向與波傳播方向垂直2.3.波速4.E、H同步10.4平面電磁波2023/8/2DUT余虹9一、平面電磁波的特點(diǎn)12023/8/23DUT余虹10XYZ

1865年Maxwell提出電磁信號(hào)以波的形式在空間傳播，并發(fā)現(xiàn)真空中的電磁波速與光速相等——于是推斷：光是一種電磁波！2023/8/2DUT余虹10XYZ182023/8/23DUT余虹11二、平面電磁波的能量密度、能流密度簡諧波X總能量密度坡印廷矢量能流密度2023/8/2DUT余虹11二、平面電磁波的能量2023/8/23DUT余虹12電磁波頻率較高時(shí)，儀器測量響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于場量的振動(dòng)周期T，因此有意義的是能流的平均值。2023/8/2DUT余虹12電磁波頻率較高時(shí)，儀器2023/8/23DUT余虹13三、能量密度分布比較場振幅最大處機(jī)械波電磁波場振幅為0處能流場強(qiáng)能流振移2023/8/2DUT余虹13三、能量密度分布2023/8/23DUT余虹14

射線X射線紫外線紅外線微波可見光外層電子躍遷核內(nèi)粒子作用內(nèi)層電子躍遷分子振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)核、電子自旋晶體、電子線路振蕩無線電波10.5電磁波譜一、電磁波譜2023/8/2DUT余虹14X紫紅微可外層電子躍2023/8/23DUT余虹15二、電磁波的多普勒效應(yīng)若星球遠(yuǎn)離地球，我們將測到光譜的紅移現(xiàn)象。1917年斯萊弗拍攝了15個(gè)渦狀星云的光譜中13個(gè)有顯著紅移。1919年哈勃提出星系退行速度哈勃定律哈勃定律并不表示銀河系是宇宙的中心，而是顯示了一幅宇宙膨脹的圖景，多普勒理論為它提供了科學(xué)依據(jù)。2023/8/2DUT余虹15二、電磁波2023/8/23DUT余虹16討論輻射場振蕩偶極子輻射的電磁波

~（1）Z軸上各點(diǎn)

=0或

，E=H=0

（2）XY平面上

=

/2Eo、Ho最大2023/8/2DUT余虹16討論輻射場振蕩偶極子輻2023/8/23DUT余虹17輻射強(qiáng)度發(fā)射功率——單位時(shí)間輻射總能量2023/8/2DUT余虹17輻射強(qiáng)度發(fā)射功率——單2023/8/23DUT余虹18如何提高振蕩電路的發(fā)射