电磁学第8讲-变化的电场产生磁场、电磁场与电磁波.ppt
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1、电磁学第8讲 变化的电场产生磁场、电磁场与电磁波,主要内容,位移电流麦克斯韦方程组电磁波,一、位移电流全电流安培环路定理,(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,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,例1 有一圆形平行平板电容器,.现对其充电,使电路上的传导电流,若略去边缘效应,求(1)两极板间的位移电流;(2)两极
2、板间离开轴线的距离为 的点 处的磁感强度.,解 如图作一半径 为 平行于极板的圆形回路,通过此圆面积的电位移通量为,计算得,代入数据计算得,二、电磁场 麦克斯韦电磁场方程组,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,方程的微分形式麦克斯韦电磁场,变化的电场和变化的磁场相互联系、相互产生,形成统一的电磁场。,各向同性的均匀介质:,交变电场,交变磁场,三、电磁场的物质性,即使 之后源不再存在,也不影响其它地方电磁场的存在和传播。,时刻 P点的电磁场决定于 时刻源 S 的电磁场,,场是能量的载体,能量定域于场,
3、场是物质的一种形式。,四、电磁波,1、电磁波的产生与传播,a)电磁振荡:,LC回路总能量,电能,磁能,得,其解为,电荷在回路中来回往复周期性地运动:,变化的电场和磁场局限于电容器和自感线圈中,不能形成向外辐射的电磁波。,2、电磁波的产生与传播,a)振荡回路具有开放性;,b)振荡电路具有高频率,(电磁波的能量与频率的四 次方成正比)。,电偶极子,电量随时间周期性的变化。,偶极振子:,满足开放性和高频率的要求,可以作为发射电磁波的波源。,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,3、电磁波的特性,4、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
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