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1、1. 麥克斯韋電磁理論第六章 麥克斯韋電磁理論 1.1 Maxwell時(shí)代 電磁場(chǎng)基本規(guī)律0 1) d 2) d 03) d 0 4 ) from D S qE lB Sfrom 關(guān) 于 靜 電 場(chǎng) ： 庫(kù) 侖 定 律 、 場(chǎng) 疊 加 原 理關(guān) 于 恒 磁電 場(chǎng) 的 高 斯 定 理靜 電 場(chǎng) 的 環(huán) 路 定 理場(chǎng) ： 畢 奧 -薩 伐 爾 定磁 場(chǎng) 的 高 斯 理 律定安 vv vv vv 0 d 5) BH l It 培 環(huán) 路 定 理法磁 場(chǎng) 變 拉 第 電 磁 感化 規(guī) 應(yīng) 定 律律 vv 電場(chǎng)的環(huán)路定理在 普 遍 情 況 下 ， 電 場(chǎng)的 環(huán) 路 定 理 為 ： 靜 電 場(chǎng) 環(huán) 路 定
2、 理特 例d dBE l St vv vv d 0E l vv 討論“安培回路定理”-恒定條件恒 定 條 件 下 ： 電 流 的 連 續(xù) 性 方 程0 0d dL SH l I j S v vv v dd dS qj S t vv 1 21 20 00 00 d dd d 0d 0S SS SS j S j Sj S j Sj S v vv vv vv vvv 討論“安培回路定理”-非恒定條件電 容 器 充 電 過 程 12 1 2 000 0 0 d 0d 0d d 0d 0SSS S S j Sj Sj S j Sj S vv vv v vv vvv 位移電流 1 2 0 00 0 00
3、0 00 dd ddd d d dd dd d( ) d 0 ( ) d ( ) dS S SS S S SS S q SD S qq DD S St t tDj qj S tS StDj StD Dj S j S t t 是 累 積 在 內(nèi) 的 自 由 電 荷vv vv vv vv vv v vv v v vv v v vv 乙乙乙 位移電流 安培回路定理位 移 電 流 假 說0 0d dd dDL DL H l I IH l I t vv vv 0 0d d dd : d d d d d:d d d d d D P P D E P S St P S qd P qP S Sdt t PtP
4、E tqj S t S j StE tt 電 場(chǎng) 的 時(shí) 間 變 化 率極 化 電 荷 的 連 續(xù) 性 方 程極 化 電 荷 運(yùn) 動(dòng) 引 起 的 電 流 v v v v vvv vv vv vv v vv vv v v I0 與 ID 比較： 真空中可以有光存在，可以有場(chǎng)存在。與自由電荷運(yùn)動(dòng)相當(dāng)產(chǎn)生焦耳熱存在導(dǎo)體、介質(zhì)及真空中；只存在于導(dǎo)體中 不產(chǎn)生焦耳熱I0 ID 束縛電荷運(yùn)動(dòng) 電場(chǎng)變化 與相當(dāng)產(chǎn)生磁場(chǎng) 產(chǎn)生磁場(chǎng) 麥克斯韋 方程組-積分形式 0 0 0d d d d d d d d d 0 e e eS V V VL S S S S D S V D V V DB B BE l S E S S
5、 Et t tB S vv v vv v vv v v vv v vvv 0 0 0 d 0 0 d d d d d VL S S S SB V BD D DH l I S H S j S S H jt t t v vv v vv v v v vv v vv v Maxwell方 程 組 是 經(jīng) 典 電 磁 理 論 之 基 礎(chǔ) 。每 一 式 的 物 理 意 義 如 下 ： 第 二 、 第 四 式 合 之 告 知 我 們 ： 變 化 的 電 場(chǎng) 、 磁 場(chǎng) 相 互 激 發(fā) ，可 脫 離 場(chǎng) 源 而 獨(dú) 立 存 在 ， Maxwell由 此 預(yù) 言 了 電 磁 波 存 在 ， 1888 年 Hen
6、tz驗(yàn) 證 了 此 預(yù) 言 。 Maxwell方 程 組 是 解 決 宏 觀 電 磁 現(xiàn) 象 的有 力 工 具 。 VSD dd 0 StBlE dd 0d SB StDjlH d)(d 0第 一 式 ： 靜 電 場(chǎng) 是 有 場(chǎng) 源 ；第 二 式 ： 不 但 電 荷 能 激 發(fā) 電 場(chǎng) ， 而 且 變 化 的 磁 場(chǎng) 也 能 激 發(fā) 電 場(chǎng) ；第 三 式 ： 磁 場(chǎng) 是 無(wú) 源 場(chǎng) ， 磁 感 應(yīng) 線 閉 合 ， 自 由 磁 荷 不 存 在 ；第 四 式 ： 不 但 傳 導(dǎo) 電 流 能 激 發(fā) 磁 場(chǎng) ， 而 且 變 化 的 電 場(chǎng) 也 能 激 發(fā) 磁 場(chǎng) 。 麥克斯韋 方程組-微分形式0 0
7、0 eD BE tB DH j t v vvv vv v 000 rrD EB Hj E v vv vvv 邊界條件-磁介質(zhì)界面上的邊界條件 2 12 2 11d 0d d( - ) 0 d 0( ) 0 0n nn nB SB S B S B SB S B SBn BBB 上 下 側(cè)vv v vvv vv vv v 邊界條件-磁介質(zhì)界面上的邊界條件0 0 1 22 12 1d 00: 00: 00 0( ) 0 DL Dt tt tH l I tIH l H lH Hn H H vv v vv 介 分 界 面 上 邊界條件-電介質(zhì)界面上的邊界條件0 2 12 12 1( d 0d d d 0
8、( ) 0 0- ) 0n nn nD S qD S Dn D D S D SD S D SD D 上 下 側(cè)vv v vv vv vv vv 邊界條件-電介質(zhì)界面上的邊界條件B B1 22 12 1d 00 0( ) 0L t tt tE l tE l E lE En E E 邊界條件-導(dǎo)體界面上的邊界條件 00 002 01 02 01dd 0d( ): ( ) 0S eqj S tn j j tn j j vvv vv v vv恒 定 件 下2 1 0 02 1 0 00dd d d( )( 0- )n n eeD S qD S D S D S qD S D S q Sn D D 上 下 側(cè)vv v v vvv v v vv 邊界條件-導(dǎo)體界面上的邊界條件0 22 11( - ) 0( - ) 0n B Bn H in E E v vv v vv v vv 外 Thanks
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