《电磁场的基本理论》PPT课件

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1、第十八章电磁场理论的基本概念1820年奥斯特电磁1831年法拉第磁电产生产生变化的电场磁场变化的磁场电场激发内容提要位移电流Id；麦克斯韦（Maxwell）方程组；电磁波性质及能量。§18-1麦克斯韦电磁理论的基本概念一、位移电流1．问题的提出将H的回路定理用于闭合的电流回路是没有问题用于不闭合的电流回路就出现了矛盾。例如,电容器的充电回路对S1（平面）:对S2（曲面）:矛盾!1861年末，麦克斯韦提出重要的假设:电容器内变化的电场也象电流一样会产生磁场2.位移电流D------为电位移的通量。充电时，板间为均匀电场讨论（1）位移电流的大小：将电容器中的电场随时间变

2、化产生的磁效应，等效为位移电流产生的。整个电路中的电流就连续了。（2）位移电流的方向：（3）位移电流与其产生的磁场的方向：满足右手螺旋（4）位移电流密度：——位移电流密度：（5）全电流概念：（6）位移电流与传导电流异同：产生根源q定向运动E的变化存在于实物实物或真空热效应产生焦耳热不产生焦耳热磁效应产生磁场产生磁场单位(SI)安培安培例.半径为R=0.1m的两块圆形平板电容器,两板间距为d<

3、应。（2）全电流对中心线是对称的,它产生的磁场对中心线也是对称的。作回路L1,L2如图所示。二、麦克斯韦方程组的积分形式通量通量环流1.完善了宏观的电磁场理论四个微分方程方程组在任何惯性系中形式相同洛仑兹不变式还有介质方程麦克斯韦的贡献§18-2电磁波一、电磁波的产生：LC振荡回路角频率q0为最大电荷为初位相，可以设=0即电荷，电流都是随时间t按正弦（余弦）规律变化的，是振荡的。振荡电流变化的磁场变化的电场变化的电场发射电磁波LC电路中的电流在自感线圈中产生磁场，电容器上的电荷在电容器两极板间产生电场。电流和电荷相互交替地周期性变化，因此LC电路是能

4、产生电磁振荡的一种简单电路。二、电磁波和机械波的区别机械波必须有源，电磁波不一定需要源，只要存在变化的电磁场，就可产生电磁波。电磁波传播时不需要媒质，在真空中也能传播，而机械波则不能。机械波有纵波，也有横波，电磁波是横波。三、电磁波的性质电磁波是平面波（横波），E和H相互垂直，都垂直于传播方向C。E、H同频率，同相位地变化，同时极大，同时为零。电磁波的波速为空间任一点E、H的关系四、电磁波的能量能流密度（辐射强度）S定义：单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的辐射能。——能流密度又称坡印廷矢量方向：电磁波谱电磁波的应用从1888年赫兹用实验证明了电磁波的存在，189

5、5年俄国科学家波波夫发明了第一个无线电报系统。1914年语音通信成为可能。1920年商业无线电广播开始使用。20世纪30年代发明了雷达。40年代雷达和通讯得到飞速发展，自50年代第一颗人造卫星上天，卫星通讯事业得到迅猛发展。如今电磁波已在通讯、遥感、空间控测、军事应用、科学研究等诸多方面得到广泛的应用。