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文档简介
第一章:光的电磁理论杨振宇*电磁感应与麦克斯韦方程组;电磁场的边值关系;电磁场的能量。*2023/5/16第一章光的电磁理论
二、微分形式
积分形式微分形式
(通过数学变换)1-2电磁感应与麦克斯韦方程组(1.1)基本物理量E,D,H,B,Q,I一、积分形式 由静态电磁场交变电磁场*2023/5/161-2静态电磁场规律(dF/dt=0,F=D,E,B,或H)*2023/5/161-2交变电场位移电流ID磁场交变电磁场的引入交变磁场感应电动势ε电场E(法拉第定律)*2023/5/161-2麦克斯韦方程组的积分形式*2023/5/161-2积分形式微分形式(利用数学变换)有关闭合曲面的积分(高斯定理)有关环路积分(斯托克斯定理)*2023/5/161-2麦克斯韦方程的微分形式方程组可解吗?*2023/5/161-2场量并不独立,物质方程建立它们之间的联系—介电常数,—磁导率,—电导率*2023/5/161-2电磁场的波动性麦克斯韦方程组波动方程E,B设无限大各向同性均匀介质中,、为常数,远离辐射源,=0,j=0*2023/5/161-2光速
介质中v
真空(空气)中
折射率*1-2光是特定波段的电磁波–真空中的波长范围约为390∼760nm,相应的频率范围约为8×1014∼4×1014Hz。*2023/5/16人物传记-麦克斯韦詹姆斯•克拉克•麦克斯韦
(JamesClerkMaxwell1831~1879)
英国物理学家14岁在中学时期就发表了第一篇科学论文《论卵形曲线的机械画法》24岁发表了第一篇关于电磁学的论文《法拉第的力线》31岁发表了第二篇电磁论文《论物理的力线》33岁发表了第三篇论文《电磁场的动力学理论》42岁完成巨作《电学和磁学论》一书爱因斯坦把他的电磁场贡献评价为“自牛顿时代以来物理学所经历的最深刻最有成效的变化。”
普朗克评价他的一生:“麦克斯韦的光辉名字将永远载入科学史册,永放光芒。他的灿烂一生属于爱丁堡,属于剑桥大学,更属于全世界”。*1-4电磁场的边值关系(1.5)边值关系:在两种介质分界面上电磁场量不连续,但仍存在一定的关系。两个封闭曲面积分导出B和D(=0时)两个环路积分导出E和H(j=0时)*1-4闭合曲面积分环路积分1122n2n1nhA1122tADBCt2t1*1-4边值关系H和E的切向分量以及B和D的法向分量连续*1-5(2-7)
电磁场的能量(1.4)1.常见光源热光源:热光源是主要由热能转化为辐射的光源,例如白炽灯是物体加热到白炽程度而发光。非热光源:例如气体放电光源,是电极之间的高压电场使得电路中的电子逸出电极并加速,与放电管中的气体原子相碰撞,使其跃迁到高能级,并随后自发辐射跃迁产生光波。激光器(LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation)*1-52.光辐射的经典模型原子发光—电中心振荡电偶极子辐射模型*1-5坡印亭矢量S—单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的电磁能量S的平均值
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