大學物理第10章麥克斯韋方程組

大學物理助學大連理工大學物理系PHYH余虹11/14/20231DUT余虹電磁場第10章麥克斯韋方程組產(chǎn)生磁場的原因1、電流2、變化的磁場產(chǎn)生電場的原因1、電荷2、變化的電場?麥克斯韋理論肯定了這一點！11/14/20232DUT余虹S1RI（t）S2L穩(wěn)恒磁場非穩(wěn)恒時?0

S1I

S2任意時刻空間每一點的磁場都是確定的，對于確定的回路積分只有唯一確定的值。一、安培環(huán)路定理失效10.1位移電流

定理需要修正！方程的右邊還有一個物理量！11/14/20233DUT余虹二、位移電流IDRI（t）1、大小與電位移對時間的變化率

相關(guān)。2、在產(chǎn)生磁場的作用方面與傳導電流等價。11/14/20234DUT余虹三、位移電流的特點1、只要電場隨時間變化，就有相應的位移電流.2、位移電流與傳導電流是完全不同的概念，僅在產(chǎn)生磁場方面二者等價.(1)在無傳導電流的介質(zhì)中ID=回路導線段

I.(1)傳導電流有電荷流動，通過導體會產(chǎn)生焦耳熱.(2)

ID無電荷流動。高頻時介質(zhì)也發(fā)熱，那是分子反復極化造成.(2)在導體中，低頻時ID

I，可忽略；高頻時不可略11/14/20235DUT余虹RIS210.2全電流安培環(huán)路定理ILS10+ID

S1I+0

S2IdI全例題L1L2L3忽略邊緣效應，討論平板電容器充電時磁場強度沿不同環(huán)路的環(huán)流的相對大小。討論：>11/14/20236DUT余虹10.3麥克斯韋方程組靜電場渦旋電場穩(wěn)恒磁場“位移磁場”一、積分形式11/14/20237DUT余虹二、兩類場同時存在Maxwell方程組11/14/20238DUT余虹二、微分形式Maxwell方程組根據(jù)根據(jù)11/14/20239DUT余虹一、平面電磁波的特點1.橫波

場強的方向與波傳播方向垂直2.3.波速4.E、H同步10.4平面電磁波11/14/202310DUT余虹XYZ

1865年Maxwell提出電磁信號以波的形式在空間傳播，并發(fā)現(xiàn)真空中的電磁波速與光速相等——于是推斷：光是一種電磁波！11/14/202311DUT余虹二、平面電磁波的能量密度、能流密度簡諧波X總能量密度坡印廷矢量能流密度11/14/202312DUT余虹電磁波頻率較高時，儀器測量響應時間遠遠大于場量的振動周期T，因此有意義的是能流的平均值。11/14/202313DUT余虹三、能量密度分布比較場振幅最大處機械波電磁波場振幅為0處能流場強能流振移11/14/202314DUT余虹

射線X射線紫外線紅外線微波可見光外層電子躍遷核內(nèi)粒子作用內(nèi)層電子躍遷分子振動轉(zhuǎn)動核、電子自旋晶體、電子線路振蕩無線電波10.5電磁波譜一、電磁波譜11/14/202315DUT余虹二、電磁波的多普勒效應若星球遠離地球，我們將測到光譜的紅移現(xiàn)象。1917年斯萊弗拍攝了15個渦狀星云的光譜中13個有顯著紅移。1919年哈勃提出星系退行速度哈勃定律哈勃定律并不表示銀河系是宇宙的中心，而是顯示了一幅宇宙膨脹的圖景，多普勒理論為它提供了科學依據(jù)。11/14/202316DUT余虹討論輻射場振蕩偶極子輻射的電磁波

~（1）Z軸上各點

=0或

，E=H=0

（2）XY平面上=

/2Eo、Ho最大11/14/202317DUT余虹輻射強度發(fā)射功率——單位時間輻射總能量11/14/202318DUT余虹如何提高振蕩電路的發(fā)射功率？~發(fā)射天線的基本單元

~拉直11/14/202319DUT余虹作者