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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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