位移电流麦克斯伟方程组

第27,28，29讲位移电流麦克斯伟方程组

电磁波

麦克斯韦（1831-1879）英国物理学家。经典电磁理论的奠基人，气体动理论创始人之一。他提出了有旋场和位移电流的概念，建立了经典电磁理论，并预言了以光速传播的电磁波的存在。在气体动理论方面，他还提出了气体分子按速率分布的统计规律。1865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，他的主要贡献是提出了“有旋电场”和“位移电流”两个假设，从而预言了电磁波的存在，并计算出电磁波的速度（即光速）。1888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电子通讯技术发展开辟了广阔前景。

(真空中)一、位移电流全电流安培环路定理++++----I（以L为边做任意曲面

S

）稳恒磁场中，安培环路定理

麦克斯韦假设

电场中某一点位移电流密度等于该点电位移矢量对时间的变化率。

位移电流密度

+++++-----IIAB

位移电流

位移电流密度

通过电场中某一截面的位移电流等于通过该截面电位移通量对时间的变化率。+++++-----

全电流1）全电流是连续的；2）位移电流和传导电流一样激发磁场；3）传导电流产生焦耳热，位移电流不产生焦耳热。++++----

全电流二、电磁场麦克斯韦电磁场方程的积分形式

磁场高斯定理

安培环路定理

静电场环流定理

静电场高斯定理方程的积分形式麦克斯韦电磁场1）有旋电场麦克斯韦假设2）位移电流

麦克斯韦认为，静电场的高斯定理和磁场的高斯定理也适用于一般电磁场。所以，可以将电磁场的基本规律写成麦克斯韦方程组（积分形式）:麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组物理意义：1）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。2）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。3）通过任意闭合面的磁通量恒等于零。4）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。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，以有限的速度在空间传播开去，就形成了电磁波。电磁波:赫兹----德国物理学家

赫兹对人类伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在，发现了光电效应。

1888年，成了近代科学史上的一座里程碑。开创了无线电电子技术的新纪元。赫兹对人类文明作出了很大贡献，正当人们对他寄以更大期望时，他却于1894年因血中毒逝世，年仅36岁。为了纪念他的功绩，人们用他的名字来命名各种波动频率的单位，简称“赫”。一振荡电路无阻尼自由电磁振荡LCEKLC电磁振荡电路L+CAL+CCLCBLCD二无阻尼电磁振荡的振荡方程KABLC电磁振荡电路﹡无阻尼自由振荡中的电荷和电流随时间的变化

O﹡三无阻尼电磁振荡的能量在无阻尼自由电磁振荡过程中，电场能量和磁场能量不断的相互转化，其总和保持不变.电磁场能量守恒是有条件的.

例在LC电路中，已知

，初始时两极板间的电势差，且电流为零.求：（1）振荡频率；（2）最大电流；当时

例在LC电路中，已知

，初始时两极板间的电势差，且电流为零.求：（3）电容器两极板间的电场能量随时间变化的关系；（4）自感线圈中的磁场能量随时间变化的关系；

（5）证明在任意时刻电场能量与磁场能量之和总是等于初始时的电场能量.+一电磁波的产生与传播变化的电磁场在空间以一定的速度传播就形成电磁波.-+振荡电偶极子+-不同时刻振荡电偶极子附近的电场线+++++++-振荡电偶极子附近的电磁场线极轴传播方向平面电磁波二电磁波的特性三电磁波的能量辐射能：以电磁波的形式传播出去的能量.电磁波的能流密度

电磁场能量密度

又电磁波的能流密度（坡印廷）矢量

电磁波的能流密度（坡印廷）矢量

平面电磁波能流密度平均值

振荡偶极子的平