12.5麦克斯韦电磁场理论简介.ppt

麦克斯韦麦克斯韦（1831-1879）英国物理学家英国物理学家.经典电磁理论经典电磁理论的奠基人，气体动理论创始的奠基人，气体动理论创始人之一人之一.他提出了有旋场和位他提出了有旋场和位移电流的概念，建立了经典移电流的概念，建立了经典电磁理论，并预言了以光速电磁理论，并预言了以光速传播的电磁波的存在传播的电磁波的存在.在气体在气体动理论方面，他还提出了气动理论方面，他还提出了气体分子按速率分布的统计规体分子按速率分布的统计规律律.1864 年麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出年麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出完整的电磁场理论，完整的电磁场理论，他的主要贡献是提出了他的主要贡献是提出了“有旋电有旋电场场”和和“位移电流位移电流”两个假设，从而预言了电磁波的两个假设，从而预言了电磁波的存在，并论证了光是一种电磁波存在，并论证了光是一种电磁波.1888 年赫兹的实验证实了他的预言，麦克斯韦年赫兹的实验证实了他的预言，麦克斯韦理论奠定了经典动力学的基础，为无线电技术和现代理论奠定了经典动力学的基础，为无线电技术和现代电子通讯技术发展开辟了广阔前景电子通讯技术发展开辟了广阔前景.(真空真空中中 )一、位移电流一、位移电流1.1.1.1.电磁场的基本规律电磁场的基本规律电磁场的基本规律电磁场的基本规律对对静电场静电场 对对稳恒磁场稳恒磁场 对对变化的磁场变化的磁场 12.5 麦克斯韦电磁场理论简介麦克斯韦电磁场理论简介2.2.2.2.位移电流位移电流位移电流位移电流+-I0（以（以 l 为边做任意曲面为边做任意曲面 S）在稳恒条件下，在稳恒条件下，安培环路定理安培环路定理此矛盾如何解释此矛盾如何解释？+-I0两边求微商得：两边求微商得：或或在非在非稳稳恒条件下，尽管恒条件下，尽管传导电传导电流密度流密度j0不一定不一定连续连续，但但 这这个量永个量永远远是是连续连续的的.通过通过电场中某一截面的电场中某一截面的位移电流等于通过该截面电位移电流等于通过该截面电位移通量对时间的变化率位移通量对时间的变化率.+-全电流全电流 位移电流位移电流 真空中位移真空中位移 电流密度电流密度 全电流是连续的全电流是连续的 位移电流和传导电流一样激发磁场位移电流和传导电流一样激发磁场 位移电流是变化的电场，传导电流是自由电荷位移电流是变化的电场，传导电流是自由电荷的定向运动的定向运动 传导电流在导体中产生焦耳热，真空中的位移传导电流在导体中产生焦耳热，真空中的位移电流不产生焦耳热电流不产生焦耳热二、全电流定律二、全电流定律在普遍情况下，磁场强度在普遍情况下，磁场强度H沿任一闭合回路沿任一闭合回路l的积分的积分等于穿过以该回路为边界等于穿过以该回路为边界的任意曲面的全电流的任意曲面的全电流.三、麦克斯韦方程组三、麦克斯韦方程组 电场强度沿任意闭合曲线的线积分等于以该曲线电场强度沿任意闭合曲线的线积分等于以该曲线为边界的任意曲面的磁通量对时间变化率的负值为边界的任意曲面的磁通量对时间变化率的负值 通过任意闭合面的电位移通量等于该曲面所包围通过任意闭合面的电位移通量等于该曲面所包围的自由电荷的代数和的自由电荷的代数和 磁场强度沿任意闭合曲线的线积分等于穿过以该磁场强度沿任意闭合曲线的线积分等于穿过以该曲线为边界的曲面的全电流曲线为边界的曲面的全电流 通过任意闭合曲面的磁通量恒等于零通过任意闭合曲面的磁通量恒等于零 麦克麦克斯韦斯韦方程方程组的组的积分积分形式形式描述介质描述介质性质方程性质方程