赵凯华 电磁学 第三版 第八章 麦克斯韦电磁理论和电磁波(2) 32 p

赵凯华 电磁学 第三版 第八章 麦克斯韦电磁理论和电磁波(2) 课件

Maxwlel程方的组分微形式M xawel方程组l微的分式v 形 D= ρ0 v r × E = B t v B = 0v v r D × H =J 0 + t 后续程 课续课后 程电力动学》的本方程基。 《动力学电的基》本方程。在磁学阶电段： 磁学电段阶：阶段 只 讨积分论式，适于形路电 积、形式分只讨论积分 形式，适电路于磁路、的研 电动力学究段 阶段阶 ：在动力学电段阶： 究空间研点的场磁场量变化规律电，而因使 Ma用wexl方l程的组微分形式 Mawxle方程l组的分形微。式 方组程的分形式微。动电力将论述麦克学韦方斯程在决组定间场点空磁电场变化的具体用应。 动力学电将论麦述克斯方程组在韦定决间场空点磁场电变的化具体应用 。电当荷、流给电时定，麦克从斯韦程组方必要和边界条的， 件电荷、电流给当定，从时克斯韦方程组和麦必要的边界件，就可以完条地全决 电磁场的定变化。于电动力由学中论讨电、磁势的势程方 ，定决磁电的场化。由变电动力于中讨论电势、学势磁方程，的而一因常将般麦克 斯方程组称为场方韦程组 。麦克韦斯程方组为场方称组。程

3

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、介质状态程

方Maxewll的 3的 当介有质在存时，EB、和介都质特的有关性,麦当 介质存有时， 都和介在的质特有关性, 斯克方程韦组是完备 不完不备 克斯韦的程方组不是完备的还，需再补描述介充性质质 下述的三个方程质的下 述个三方程 v Dv= ε0εE v v 适用于 各向性同铁磁非质。 B µ=0 H µ 适用各于同向性铁磁质。非r rv v v J σ=E有非静 电力，时 非静电有力，使时用 = J(σE + K 已)边知界件 界条条件 已→知界边件 →条 →解 程组方 研当电究场磁对电体带用时， 作研究当磁场电带电体作对时，用力式公为后 面究 对研连续于电带，体单位体电积力磁度为 密对于续连电体，带位单积电磁力体密为 Maxwel度l 1的的

r rv Fv = q + Eq v ×Bv vr v f= E + ρρv ×B

麦克斯

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的卓韦越献贡克麦斯韦(811-31879 麦)克韦 (斯 181-38791 )一 生对电学磁发展及的磁场电理论建的作立出巨 的大献贡 巨，的贡献，其大要主绩归纳功如 下结分总了析培 安仑、库法拉第等的电磁学成果， 分析人了培、 安()1总.分析结安培、库仑、了拉第法等的电磁人学果，继成承展发法 拉了第“的近距作用”即场 思想，修)改一了列系磁学电公中的“式超距”拉第的 近“距作”(用即)思想场修改了一系列，电磁公式中学“的超距 ”语为“近距语言言” 815—— ——1856 5语为 言“ 距近语言” , 使公式 出现中 了q 、 I l d、 r等 。 (1 855—1—56 完成)8 完)成完 善了场、电场磁概念和的数表学

述 指出磁能量电分布在所在场 数表述学，能 量布在分 场(2.)善完了电、磁场的概念和数场学表，述出指磁能电量布分在所在场空间 观的点提，了涡出电场和位移旋流两个假说 电说假 ，空间观点的提出了涡，电场和位旋移流电个假说，两而从静电把场环定路推 到广稳非电恒场磁情况 下和静磁场理的安环路定培推理到非稳恒电磁场情况广下，理和 静场的安磁培环定理推路广非稳恒电到场情况下，磁立建了个四电 场磁基本程---方-麦克韦斯程组，预言了电方波的存磁在其传及播方和速 式----麦斯韦方程克 场组基本程方----克斯韦麦方组，预程言了磁波的存电在其传播及式方速和论证 了光的电本性 磁出光指是一种常以速度c通 磁电性本， 度，证了论光电的本性磁，指 光是一出种常以通度速c 在太以传中播电 磁的波 磁波。 将。以往和磁电各自分立的学统说起一，来 (3).以将电往和各自分立磁学说统的一来，起将电磁波光与波的学说统一 来，起立建统一的电磁场了论理 成了物理完的学第次三大综合 磁场电论。理一 起来，建立了一统电的磁理场。完论了成理学的物第次大三合综麦 斯韦理论的不克：足麦 斯韦理克论的不： 认足电磁为波在满以充的太空传间播但，来后的实证实以验太不并 以存的太空间播 (传)认为电磁波在a充以满的太空传播间但后来，的实验实证以太不并存在 ；解释在殊特介质电的磁质性光及学散色存问题(洛在仑兹引入电 (b)在释特解殊质介电的性质及磁学光散色在存问(题洛仑兹入引 电宏观将电学发展至磁微领观域) ,将宏子电观学磁发展至观领域);微 电场磁区分电为场、场磁绝对的--爱性斯因将相坦对引论电入磁-- 因斯坦 (爱c)磁场电分区电为、磁场场绝的性--爱因对坦斯相将对引入电磁论 场、电场磁的区是分相对。的取决观于察系的选。择 ，场电、磁场场的区分是对相。取决的观于察的选择系。

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§

电磁波2了解、掌(握重概念点 )了、解掌重握概念)点

、一电波的产生、磁射发 磁波电产生、的 1、产持久生荡的振件条①单 摆荡 振外加力 补充推量能

LCR②电的振路荡 外加电源 路电振的荡 充补量能I

oLC信号发生器信 发号器 L生R

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、2C电L振荡磁外发向的射件 条磁电荡振外向发的条射件CL振荡电路 固有频率为 ω:0 振=电荡路 振荡：电路1 L

C将电欲能磁效有地射发出去还须，备具 欲将电磁：能效有发射出地去还须，具备： 率频足够须(LC小 高()频率须1够足高L(小C; 磁场) )磁) 场电路开放 电须、 场放开((2)电路 开须(放场电、不断降L低C、最演化终成根导线—鞭一状天线 不断降L 低最终演化一成导根线鞭状天线 手机线) (例天：手机线)

天LC

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、电磁二波的传播 电磁波的传不播象机波械那样要需媒，电质磁动振 在电波的传播磁象不机械波那样要媒质，电磁振动在需 要需质 真媒空也中传能。 播真中也能空传。 I播

E BE

E

BB

电场磁传播制机 电场传播磁机：制机 制 ：变化电的场生变化的磁场产 场产电生化的磁场变， 化的电场产变变化的磁生，场而变化的 磁场又生产变化电的场

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三、磁波的电论理言预证实 与Maxelw的l 1电磁 的理论波言与证实预 理预言 论的aMwxlel方 微分程程出方发 由，Mxwelal微分方 程出发真，空中组 四的个方整理得 到x方的微分向程 有方方 的向分微方程： J(0= , 00 =0 ) 理得到整方向的 分微方：程两 ρ程 只中个 yE 独是立， 的 2 Hz 2 H yz利用 个两独= µ 0ε 0 2 2 x t 立 程组方导出电磁 场 的22 x Ey yE波动方程 。=µε 1 、论理预言、 1856年年 u

x

20 0

t 2

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Hz

V

1=

0µ ε0预言：存在磁波电 ！言预：存在电波磁！ 波可以速算计

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、实2验实 证、赫实验兹1887-8188年年 1)实(的历史验背景重和性要) 8517Ma xwlle理上论预言了磁波电的存在 论理预言了上磁波的存电在， 1—849M xwalle理 论上言了预磁电波的在存 ，并 预见到光也是种电一磁， 这是波物学史理上的次一重预要言 也 …… 此处隐藏：3284字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……