位移電流與麥克斯韋方程組

位移電流與麥克斯韋方程組PPT位移電流與麥克斯韋方程組PPT位移電流與麥克斯韋方程組PPT非穩(wěn)恒情況舉例：電容器充放電說明將安培環(huán)路定理推廣到一般情況時需要進行補充和修正。通過閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平，培養(yǎng)文學(xué)情趣；位移電流與麥克斯韋方程組PPT位移電流與麥克斯韋方程組PPT1非穩(wěn)恒情況舉例：電容器充放電矛盾！說明將安培環(huán)路定理推廣到一般情況時需要進行補充和修正。對S1:對S2:出現(xiàn)矛盾的原因：非穩(wěn)恒情況下傳導(dǎo)電流不連續(xù)(I流入S1，不流出S2)導(dǎo)線穿過S1導(dǎo)線不穿過S2取回路L，作以L為邊界的曲面+非穩(wěn)恒情況舉例：電容器充放電矛盾！說明將安培環(huán)路定理推廣到一2傳導(dǎo)電流不連續(xù)的后果：電荷在極板上堆積。

電荷密度隨時間變化（充電，放電）

極板間出現(xiàn)變化電場.大?。簜鲗?dǎo)電流板間電場結(jié)論尋找傳導(dǎo)電流與極板間變化電場之間的關(guān)系解決問題思路：傳導(dǎo)電流不連續(xù)的后果：電荷密度隨時間變化大?。簜鲗?dǎo)電流板3與同向與同向充電與反向與同向放電與同向與同向充電與反向與同向放電4板間電場的電位移矢量對時間的變化率等于極板上的傳導(dǎo)電流密度。穿過極板的電位移通量對時間變化率等于極板上的傳導(dǎo)電流。解決了非穩(wěn)恒情況電流的連續(xù)性問題傳導(dǎo)電流I在極板上中斷，可由接替?？捎山犹妗鲗?dǎo)電流密度在極板上中斷，將視為一種電流，為其電流密度。問題的解決辦法：充電放電板間電場的電位移矢量對時間的變化率5二.位移電流1.就電流的磁效應(yīng)而言，變化的電場與電流等效。稱為位移電流2.物理意義真空中：揭示變化電場與電流的等效關(guān)系空間電場變化電介質(zhì)分子中電荷微觀運動二.位移電流1.就電流的磁效應(yīng)而言，變化的電場與電流等效63.傳導(dǎo)電流與位移電流的比較自由電荷宏觀定向運動變化電場和極化電荷的微觀運動產(chǎn)生焦耳熱只在導(dǎo)體中存在無焦耳熱，在導(dǎo)體、電介質(zhì)、真空中均存在都能激發(fā)磁場問題：比較導(dǎo)體、介質(zhì)中數(shù)量級起源特點共同點傳導(dǎo)電流I0位移電流ID3.傳導(dǎo)電流與位移電流的比較自由電荷宏觀變化電場和極化產(chǎn)生7三.安培環(huán)路定理的推廣1.全電流2.推廣的安培環(huán)路定理對對不矛盾！對任何電路，全電流總是連續(xù)的三.安培環(huán)路定理的推廣1.全電流2.推廣的安培環(huán)路定理對8解：(1)練習(xí)：已知：對平行板電容器充電,已知求：(2)解：(1)練習(xí)：已知：對平行板電容器充電,已知(2)9解：(1)練習(xí)：

已知一平行板電容器內(nèi)交變電場強度為：求:1)電容器內(nèi)位移電流密度的大??；2)電容器內(nèi)到兩板中心連線距離

0.01米處磁場強度的峰值(不計傳導(dǎo)電流的磁場)。(2)由安培環(huán)路定理：解：(1)練習(xí)：已10§10.4麥克斯韋方程組的積分形式一.麥克斯韋方程組的積分形式

高斯定理環(huán)路定理磁場電場靜電場感生電場一般電場§10.4麥克斯韋方程組的積分形式一.麥克斯韋方程組的積11麥克斯韋方程組的積分形式麥克斯韋方程組的積分形式12二.麥克斯韋方程組的意義1.是對電磁場宏觀實驗規(guī)律的全面總結(jié)和概括，是經(jīng)典物理三大支柱之一。方程中各量關(guān)系：定義：未發(fā)現(xiàn)磁單極法拉第電磁感應(yīng)定律安培定律位移電流假設(shè)庫侖定律感生電場假設(shè)電場性質(zhì)變化磁場產(chǎn)生電場變化電場產(chǎn)生磁場磁場性質(zhì)方程實驗基礎(chǔ)意義二.麥克斯韋方程組的意義1.是對電磁場宏觀實驗規(guī)律的全面總132.揭示了電磁場的統(tǒng)一性和相對性電磁場是統(tǒng)一的整體電荷與觀察者相對運動狀態(tài)不同時，電磁場可以表現(xiàn)為不同形態(tài)?？臻g帶電體對相對其靜止的觀察者—靜電場對相對其運動的觀察者電場磁場3.預(yù)言了電磁波的存在（自由空間）2.揭示了電磁場的統(tǒng)一性和相對性電磁場是統(tǒng)一的整體電荷與觀14變化電場變化磁場變化電場磁場變化磁場電場可脫離電荷、電流在空間傳播電磁波如振蕩偶極子變化電場變化磁場變化電場磁場變154.預(yù)言了光的電磁本性電磁波的傳播速率麥克斯韋對兩個預(yù)言堅信不疑?；鸹▽嶒炞C實：赫茲（1888年完成）用電磁波重復(fù)了所有光學(xué)反射、折射、衍射、干涉、偏振實驗。感應(yīng)圈4.預(yù)言了光的電磁本性電磁波的傳播速率麥克斯韋對兩個預(yù)言堅16法拉第—麥克斯韋—赫茲實驗理論實驗藍圖（基礎(chǔ)）建設(shè)大廈使其中住滿人互補法拉第：來自社會底層、實驗巨匠。善于通過直覺把握物理本質(zhì)。麥克斯韋：出身名門望族、數(shù)學(xué)高手、善于建立模型、綜合、提高。大40歲二者結(jié)合：理想類型的物理學(xué)家法拉第—麥克斯韋—赫茲實驗理論175.是經(jīng)典物理—近代物理橋梁麥?zhǔn)戏匠滩粷M足伽利略變換相對論建立“我曾確信，在磁場中作用于一個運動電荷的力不過是一種電場力罷了，正是這種確信或多或少直接地促使我去研究狹義相對論?！薄獝垡蛩固箘?chuàng)新物理概念（渦旋電場、位移電流）嚴(yán)密邏輯體系簡潔數(shù)學(xué)形式(P.279微分形式)正確科學(xué)推論(兩個預(yù)言)5.是經(jīng)典物理—近代物理橋梁麥?zhǔn)戏匠滩粷M足伽利略變換186.局限性(1)是在承認電荷連續(xù)分布基礎(chǔ)上建立的宏觀經(jīng)典理論，未和物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來。(2)不完全對稱？不存在磁單極。1895年：湯姆生發(fā)現(xiàn)電子。20世紀(jì)初：洛侖茲建立電磁現(xiàn)象微觀理論經(jīng)典電子論量子電磁理論6.局限性(1)是在承認電荷連續(xù)分布基礎(chǔ)上建立的宏觀(219思考：如果存在磁單極，麥克斯韋方程如何修正？引入磁荷、磁流由對稱性：思考：如果存在磁單極，麥克斯韋方程如何修正？引入磁荷、20上冊復(fù)習(xí)要點緒論（1~2章）

基本粒子的三大家族，四種基本相互作用經(jīng)典力學(xué)（3~6章）1.以守恒量為中心，守恒條件，守恒定律與時空對稱性的聯(lián)系，應(yīng)用守恒定律解題。上冊復(fù)習(xí)要點緒論（1~2章）經(jīng)典力學(xué)（3~6章）212.注意在中學(xué)基礎(chǔ)上的加深和擴展，例如

運動學(xué)的兩類基本問題

變力作用下物體的運動規(guī)律，如變力的沖量、變力的功的計算等。

保守力

角動量、力矩、轉(zhuǎn)動慣量、轉(zhuǎn)動動能

剛體定軸轉(zhuǎn)動問題2.注意在中學(xué)基礎(chǔ)上的加深和擴展，例如22相對論（8章）1.狹義相對論

兩條相對原理（準(zhǔn)確敘述）；

洛侖茲坐標(biāo)變換，鐘慢尺縮效應(yīng)；

質(zhì)速關(guān)系，質(zhì)能關(guān)系，能量與動量關(guān)系；2.廣義相對論（兩條基本原理）3.相對論的理性基礎(chǔ)—物理規(guī)律的對稱和統(tǒng)一力學(xué)相對性原理狹義相對性原理廣義相對性原理比較相對論（8章）3.相對論的理性基礎(chǔ)—物理規(guī)律的對稱23電磁學(xué)（9~11章）1.基本實驗定律庫侖定律、畢—沙定律、安培定律、法拉弟電磁感應(yīng)定律2.基本概念和理論靜電場高斯定理穩(wěn)恒磁場環(huán)路定理基本性質(zhì)位移電流、感生電場概念電磁場的統(tǒng)一性麥克斯韋方程組及其物理意義電磁學(xué)（9~11章）2.基本概念和理論基本性質(zhì)位移電243.必須掌握的基本方法：1)微元分析和疊加原理2)用求通量和環(huán)流的方法描述空間矢量場，求解具有某些對稱性的場分布。用靜電場的高斯定理求電場強度；用穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理求磁感應(yīng)強度；3.必須掌握的基本方法：1)微元分析和疊加原理2)用求253)類比方法

動量、角動量、能量守恒條件比較靜電場—穩(wěn)恒電場；靜電場—感生電場；極化—磁化；電容c~自感L~互感M計算；電場能We~磁場能Wm典型電荷的電場分布~典型電流的磁場分布3)類比方法264)模型:從實際問題——抽象出模型——解決問題電介質(zhì)分子~電偶極子；磁介質(zhì)分子~分子電流；點電荷、均勻帶電球面、無限大帶電（載流）平面無限長帶電（載流）直線、長直螺旋管……4.應(yīng)用靜電屏蔽、磁屏蔽、尖端放電、電子感應(yīng)加速器、磁聚焦、渦流、產(chǎn)生勻強電場、勻強磁場的方法、霍耳效應(yīng)分辨半導(dǎo)體類型…...4)模型:從實際問題——抽象出模型——解決問題4.應(yīng)用275.基本計算2）U的計算疊加法場強積分零勢點選??；分段積分1）的計算疊加法高斯定理(三種對稱情況)電勢梯度(分量積分)第9章：5.基本計算2）U的計算疊加法零勢點選??；分段積分1）283)C的計算4)We的計算10章：1)的計算疊加法安培環(huán)定理(對稱性)3)C的計算4)We的計算10章：