麥克斯韋方程組和電磁輻射演示文稿

麥克斯韋方程組和電磁輻射演示文稿本文檔共29頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分優(yōu)選麥克斯韋方程組和電磁輻射本文檔共29頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分麥克斯韋是一位可以與牛頓、愛因斯坦相提并論的科學(xué)家。麥克斯韋雖然只活了49歲，但他卻寫了100多篇有價(jià)值的論文。海南大學(xué)HaiNanUniversity本文檔共29頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分包含電阻、電感線圈的電路,電流是連續(xù)的.RLII電流的連續(xù)性問題:包含有電容的電流是否連續(xù)II++++++一、與變化電場(chǎng)相聯(lián)系的磁場(chǎng)

1.

問題海南大學(xué)HaiNanUniversity本文檔共29頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分

安培環(huán)路定理在恒定電流的情況下成立。此時(shí)，電流與閉合回路鉸鏈。海南大學(xué)HaiNanUniversity本文檔共29頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分在電流非穩(wěn)恒狀態(tài)下,安培環(huán)路定理是否正確?對(duì)面對(duì)面矛盾++++++電容器破壞了電路中傳導(dǎo)電流的連續(xù)性。海南大學(xué)HaiNanUniversity本文檔共29頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分+++++++++II電容器上極板在充放電過程中，造成極板上電荷積累隨時(shí)間變化。電通量單位時(shí)間內(nèi)極板上電荷增加（或減少）等于通入（或流出）極板的電流海南大學(xué)HaiNanUniversity本文檔共29頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分麥克斯韋把這種電流稱為位移電流。變化的電場(chǎng)象傳導(dǎo)電流一樣能產(chǎn)生磁場(chǎng)，從產(chǎn)生磁場(chǎng)的角度看，變化的電場(chǎng)可以等效為一種電流。+++++++++II麥克斯韋認(rèn)為:變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。海南大學(xué)HaiNanUniversity本文檔共29頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分位移電流的方向:位移電流與傳導(dǎo)電流方向相同定義（位移電流密度）(位移電流)+++++++++II海南大學(xué)HaiNanUniversity本文檔共29頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分位移電流與傳導(dǎo)電流連接起來恰好構(gòu)成連續(xù)的閉合電流在普遍情形下，全電流在空間永遠(yuǎn)是連續(xù)不中斷的，并且構(gòu)成閉合回路海南大學(xué)HaiNanUniversity本文檔共29頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分全電流

2.

普遍的安培環(huán)路定理通過某一截面的全電流是通過這一截面的傳導(dǎo)電流、位移電流的代數(shù)和.在任一時(shí)刻,電路中的全電流總是連續(xù)的.

海南大學(xué)HaiNanUniversity本文檔共29頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分僅有傳導(dǎo)電流存在時(shí)：僅有位移電流存在時(shí)：位移電流和傳導(dǎo)電流同時(shí)存在時(shí)：位移電流Id全電流I磁場(chǎng)由傳導(dǎo)電流和變化電場(chǎng)共同產(chǎn)生海南大學(xué)HaiNanUniversity本文檔共29頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分例設(shè)平行板電容器極板為圓板，半徑為R，兩極板間距為d,用緩變電流IC

對(duì)電容器充電解任一時(shí)刻極板間的電場(chǎng)

極板間任一點(diǎn)的位移電流密度由全電流安培環(huán)路定理求

P1

,P2點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度本文檔共29頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分二、麥克斯韋方程組

1.工作基礎(chǔ)在前人成就的基礎(chǔ)上，麥克斯韋提出了感應(yīng)電場(chǎng)（渦旋電場(chǎng)）和位移電流的假說。其核心思想是：變化的磁場(chǎng)可以激發(fā)渦旋電場(chǎng)；變化的電場(chǎng)可以激發(fā)渦旋磁場(chǎng)。海南大學(xué)HaiNanUniversity本文檔共29頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分

靜電場(chǎng)感生電場(chǎng)傳導(dǎo)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)位移電流產(chǎn)生磁場(chǎng)一般電場(chǎng)一般磁場(chǎng)環(huán)路定理高斯定理本文檔共29頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分

2.真空中的麥克斯韋方程組積分形式二、麥克斯韋方程組電磁學(xué)的基本規(guī)律是真空中的電磁場(chǎng)規(guī)律。在1865年，麥克斯韋將這些規(guī)律歸納為一組基本方程，即麥克斯韋方程組。本文檔共29頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分～構(gòu)成闡述電磁場(chǎng)性質(zhì)的完備方程組介質(zhì)的三個(gè)電磁性質(zhì)方程：＋積分形式本文檔共29頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分一、麥克斯韋方程組II.磁場(chǎng)的高斯定律也是磁通連續(xù)定理，說明在自然界中沒有磁單極子存在。I.電場(chǎng)的高斯定律盡管電場(chǎng)和磁場(chǎng)的變化有關(guān)系，但總的電場(chǎng)和電荷的關(guān)系總服從這一高斯定律。本文檔共29頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分一、麥克斯韋方程組IV.磁場(chǎng)的環(huán)路定律即一般形式下的安培環(huán)路定理，它說明磁場(chǎng)和電流以及變化的電場(chǎng)之間的聯(lián)系。III.電場(chǎng)的環(huán)路定律即法拉第電磁感應(yīng)定律，雖然電場(chǎng)和電荷有關(guān)系，但總的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的關(guān)系總符合這一定律。本文檔共29頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分（1）.是對(duì)電磁場(chǎng)宏觀實(shí)驗(yàn)規(guī)律的全面總結(jié)和概括，是經(jīng)典物理三大支柱之一。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(chǎng)假設(shè)電場(chǎng)性質(zhì)變化磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)變化電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)磁場(chǎng)性質(zhì)方程實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)意義3、麥克斯韋方程組的意義本文檔共29頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分（2）.揭示了電磁場(chǎng)的統(tǒng)一性和相對(duì)性電磁場(chǎng)是統(tǒng)一的整體電荷與觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同時(shí)，電磁場(chǎng)可以表現(xiàn)為不同形態(tài)?？臻g帶電體對(duì)相對(duì)其靜止的觀察者電場(chǎng)磁場(chǎng)（3）預(yù)言了電磁波的存在（自由空間）對(duì)相對(duì)其運(yùn)動(dòng)的觀察者—

靜電場(chǎng)本文檔共29頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分二者形式上對(duì)稱，公式中差一個(gè)負(fù)號(hào)。這恰恰反映了能量轉(zhuǎn)化和守恒的規(guī)律。本文檔共29頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分磁場(chǎng)的增加要以電場(chǎng)的削弱為代價(jià)本文檔共29頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分可脫離電荷、電流在空間傳播電磁波如振蕩偶極子本文檔共29頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分（4）.預(yù)言了光的電磁本性電磁波的傳播速率麥克斯韋對(duì)兩個(gè)預(yù)言堅(jiān)信不疑。火花實(shí)驗(yàn)證實(shí)：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(shí)驗(yàn)。感應(yīng)圈本文檔共29頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分（5）.是經(jīng)典物理—

近代物理橋梁麥?zhǔn)戏匠滩粷M足伽利略變換相對(duì)論建立“我曾確信，在磁場(chǎng)中作用于一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷的力不過是一種電場(chǎng)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(duì)論。”——

愛因斯坦創(chuàng)新物理概念（渦旋電場(chǎng)、位移電流）嚴(yán)密邏輯體系簡(jiǎn)潔數(shù)學(xué)形式正確科學(xué)推論(兩個(gè)預(yù)言)本文檔共29頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分（6）局限性是在承認(rèn)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。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本文檔共29頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分

4.電磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用二、麥克斯韋方程組這一公式實(shí)際上是電場(chǎng)和磁場(chǎng)的定義。本文檔共29頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期一\5點(diǎn)33分三、電磁波

1.電磁波的產(chǎn)生與發(fā)射LC