第十一章-电磁场和电磁场-大学物理教案-课件.ppt

第十一章第十一章 电磁场和电磁场电磁场和电磁场11-1 11-1 位移电流位移电流 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组11-2 11-2 电磁波电磁波（通过学习麦克斯韦方程组（通过学习麦克斯韦方程组（通过学习麦克斯韦方程组（通过学习麦克斯韦方程组,建立完整的电磁场理论）建立完整的电磁场理论）建立完整的电磁场理论）建立完整的电磁场理论）11-1 11-1 位移电流位移电流 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组一一.位移电流位移电流1 1、电磁场的基本规律、电磁场的基本规律对静电场对静电场对稳恒磁场对稳恒磁场对变化的磁场对变化的磁场静电场和稳恒磁场的基本规律静电场和稳恒磁场的基本规律静电场静电场稳恒磁场稳恒磁场变变包含电阻、电感线圈的电包含电阻、电感线圈的电路路,电流是连续的电流是连续的.RLII电流的连续性问题电流的连续性问题:包含有电容的电流包含有电容的电流是否连续是否连续II+1 1、位移电流位移电流+II电容器上极板在充放电过程中，造成极板上电荷电容器上极板在充放电过程中，造成极板上电荷积累随时间变化。积累随时间变化。电位移通量电位移通量单位时间内极板上电荷增加（或减少）等于通入单位时间内极板上电荷增加（或减少）等于通入（或流出）极板的电流（或流出）极板的电流 若把最右端电通量的时间变化率看作为一种电流，那若把最右端电通量的时间变化率看作为一种电流，那么电路就连续了。麦克斯韦把这种电流称为位移电流。么电路就连续了。麦克斯韦把这种电流称为位移电流。定义定义（位移电流密度）（位移电流密度）变化的电场象传导电流一样能产生磁场，从产生磁变化的电场象传导电流一样能产生磁场，从产生磁场的角度看，变化的电场可以等效为一种电流。场的角度看，变化的电场可以等效为一种电流。位移电流的方向位移电流的方向位移电流与传导电流方向相同位移电流与传导电流方向相同如放电时如放电时反向反向同向同向位移电流和传导电流一样，都能激发磁场位移电流和传导电流一样，都能激发磁场传导电流传导电流位移电流位移电流电荷的定向移动电荷的定向移动电场的变化电场的变化通过电流产生焦耳热通过电流产生焦耳热真空中无热效应真空中无热效应传导电流和位移电流在激发磁场上是等效传导电流和位移电流在激发磁场上是等效左旋左旋右旋右旋对称美对称美麦克斯韦方程组物理意义：麦克斯韦方程组物理意义：1 1、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。2 2、电场强度沿任意闭曲线的线积分等于以该曲线为、电场强度沿任意闭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量的负值。边界的任意曲面的磁通量对时间变化量的负值。3 3、通过任意闭合面的磁通量恒等于零。、通过任意闭合面的磁通量恒等于零。4 4、稳恒磁场沿任意闭合曲线的线积分等于穿过以该、稳恒磁场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。在更远离偶极子的地方（在更远离偶极子的地方（rlrl），因），因 r r 很大，在通常很大，在通常的研究范围内，的研究范围内，变化很小，故变化很小，故 的振幅可看作恒的振幅可看作恒量，因而量，因而 平面电磁波方程平面电磁波方程平面电磁波平面电磁波11-2 11-2 电磁波电磁波平面电磁波示意图平面电磁波示意图2 2、电磁波是偏振波、电磁波是偏振波,都在各自的平面内振动都在各自的平面内振动 在无限大均匀绝缘在无限大均匀绝缘介质介质(或真空或真空)中中,平面电磁平面电磁波的性质概括如下波的性质概括如下:1 1、电磁波是横波、电磁波是横波,它们构成正交右旋关系它们构成正交右旋关系.相互垂直，相互垂直，3 3、是同位相的，是同位相的，都指向波的传播方向，即波速都指向波的传播方向，即波速u u的方向的方向的方向在任意时刻的方向在任意时刻根据麦克斯韦理论，在自由空间内的电场和磁场满足根据麦克斯韦理论，在自由空间内的电场和磁场满足 这样电场和磁场可以相互激发并以波的形式由近及远这样电场和磁场可以相互激发并以波的形式由近及远,以有限的速度在空间传播开去，就形成了以有限的速度在空间传播开去，就形成了电磁波电磁波。电磁波电磁波: