Ch8-6 位移電流 電磁場方程的積分形式

同學(xué)們好！

8-6位移電流電磁場基本方程的積分形式一.問題的提出穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理：+取回路L，作以L為邊界的曲面—非穩(wěn)恒情況矛盾！對S2:

說明在非恒定電流的情況下，穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理是不適用了。以電容器充放電為例如何修正？對S1:出現(xiàn)矛盾的原因：非穩(wěn)恒情況下傳導(dǎo)電流不連續(xù)(I流入S1，不流出S2)如何修正？——找出現(xiàn)矛盾的原因！

尋找傳導(dǎo)電流與極板間變化電場之間的關(guān)系。解決問題思路：傳導(dǎo)電流不連續(xù)的后果：電荷在極板上堆積。

電荷密度隨時間變化（充電，放電）

極板間出現(xiàn)變化電場

.大?。簜鲗?dǎo)電流板間電場結(jié)論尋找傳導(dǎo)電流與極板間變化電場之間的關(guān)系解決問題思路：+板間電場的電位移矢量對時間的變化率等于極板上的傳導(dǎo)電流密度。穿過極板的電位移通量對時間變化率

等于極板上的傳導(dǎo)電流。極板是分界面，一側(cè)是傳導(dǎo)電流，另一側(cè)是變化電場解決了非穩(wěn)恒情況電流的連續(xù)性問題傳導(dǎo)電流I0

在極板上中斷，可由接替?？捎山犹?。傳導(dǎo)電流密度在極板上中斷，

將視為一種電流，為對應(yīng)電流密度。問題的解決辦法：充電放電二.位移電流麥克斯韋把電位移的時間變化率稱為位移電流密度；電位移通量的時間變化率稱為位移電流。

麥克斯韋假設(shè)位移電流和傳導(dǎo)電流一樣，也會在周圍空間激起磁場。2.

物理意義真空中：揭示變化電場與電流的等效關(guān)系空間電場變化電介質(zhì)分子中電荷微觀運動3.傳導(dǎo)電流與位移電流的比較自由電荷宏觀定向運動變化電場和極化電荷的微觀運動產(chǎn)生焦耳熱只在導(dǎo)體中存在無焦耳熱，在導(dǎo)體、電介質(zhì)、真空中均存在，不受安培力都能激發(fā)磁場起源特點共同點傳導(dǎo)電流I0位移電流ID三.安培環(huán)路定理的推廣1.全電流2.

推廣的安培環(huán)路定理對任何電路，全電流總是連續(xù)的對對不矛盾！穩(wěn)恒情況的電磁場規(guī)律

麥克斯韋方程組的積分形式其反映的是空間某區(qū)域的間的關(guān)系。各方程的物理意義：一.麥克斯韋方程組的積分形式：(1)電場是有源場。電荷周圍總伴隨有電場。(2)磁場是無源場。磁感應(yīng)線是無頭無尾的閉合曲線。(3)變化的磁場一定伴隨有電場。(4)變化的電場一定伴隨有磁場。(1)(2)(3)(4)二.麥克斯韋方程組的意義1.

由宏觀電磁現(xiàn)象總結(jié)出來的麥克斯韋方程組是對電磁場宏觀實驗規(guī)律的全面總結(jié)和概括，是一切宏觀電磁現(xiàn)象都遵從的客觀規(guī)律，是整個宏觀電磁理論的基礎(chǔ)。物性方程邊界條件，初始條件任一時刻空間的電場和磁場分布確定(1)(2)(3)(4)2.

揭示了電磁場的統(tǒng)一性和相對性電磁場是統(tǒng)一的整體電荷與觀察者相對運動狀態(tài)不同時，電磁場可以表現(xiàn)為不同形態(tài)?？臻g帶電體對相對其靜止的觀察者—

靜電場對相對其運動的觀察者電場磁場3.

預(yù)言了電磁波的存在（自由空間）變化電場變化磁場變化電場磁場變化磁場電場可脫離電荷、電流在空間傳播電磁波如振蕩偶極子4.

預(yù)言了光的電磁本性2）他把原彼此獨立的電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)結(jié)合起來，實現(xiàn)了19世紀(jì)中葉物理學(xué)上的大統(tǒng)一。1）認(rèn)為光是一種電磁波，揭示了光的電磁本性，從而可用麥克斯韋方程組來解釋光學(xué)現(xiàn)象和光學(xué)規(guī)律；為光的電磁理論提供了堅實的基礎(chǔ)，推動了波動光學(xué)的迅速發(fā)展?；鸹▽嶒炞C實：赫茲（1888

年完成）用電磁波重復(fù)了所有光學(xué)反射、折射、衍射、干涉、偏振實驗。感應(yīng)圈電磁波的傳播速率三.

麥克斯韋方程組的局限性（2）麥克斯韋方程的電場和磁場并不完全對稱不存在磁單極。（1）麥克斯韋方程只是在一定范圍內(nèi)適用的近似理論，或者說是在一定條件下的