02第二章电磁场的基本规律摘要.ppt

任何导体都有介质性质，因而一般导体分界面上都有自由电荷和束缚电荷。 在金属表面是没有束缚电荷的，这是实验结果，还不能证明，是金属的良好导体性掩盖了金属的介质性质。 高斯定律在静电场情况下等价于应用在磁场学的安培定律，而二者都被集中在麦克斯韦方程组中。此方程是高斯在1835年提出的，但直到1867年才发布。 因为数学上的相似性，高斯定律也可以应用于其它由平方反比律决定的物理量，例如引力或者辐射强度。参看散度定理。 sinα2 前面有负号是因为α1和α2 方向不同而积分只能是一个方向 两个转化在数学上是：体-面或面-线转化；电磁场中是积分-微分形式转化 导体球内没有电场。这是静电场与距离平方成反比关系的直接结果 第*页 解：设电场为 , 则 振幅值 ，而 ， 与传导电流相比，位移电流相当小。 [例2.5.3] 海水的电导率σ为4S/m，εr=81，当 f=1MHz 时， 求位移电流与传导电流的比值。 [自学例2.5.4、2.5.5-熟悉公式求位移电流] 电磁场与电磁波 第二章__电磁场的基本规律 微电子与固体电子学院 高正平 第*页 2.6.1 麦克斯韦方程组的积分形式 积分形式： 第六节 麦克斯韦方程组 电磁场与电磁波 第二章__电磁场的基本规律 麦克斯韦方程组： 宏观电磁现象所遵循的基本规律，是电磁场的基本方程。 第*页 微分形式(麦克斯韦方程的不限定形式)： →变化电场产生磁场； 是磁场的涡流源 →变化磁场产生电场；位移磁流是电场的涡流源 2.6.2 麦克斯韦方程组的微分形式(点函数形式) →磁通连续性。自然界不存在磁荷；磁场无通量源 →高斯定律。电场的一个源是静止电荷；电场有通量源 电动力学的基本方程：麦克斯韦方程 + + 电磁场的基本方程： 麦克斯韦方程 电磁场与电磁波_ 2.6 麦克斯韦方程组 　到目前为止，麦克斯韦方程可以用来求解所有的宏观 　电磁场问题,并且从未出现过错误(或与实验不符)。 　理论上也没有找到任何真正值得挑剔的东西。因此， 　麦克斯韦方程组被认为是20世纪之前最成功的物理学 　方程,被称为“上帝的符号”。 第*页 本构关系(组成关系、流量关系、特性方程) 麦克斯韦方程的限定形式：本构关系代入麦克斯韦方程 2.6.3 媒质的本构关系(电磁场的辅助方程) 电磁场与电磁波 第二章__电磁场的基本规律 第*页 ① 没有写出电流连续性方程 ，认为它包含 在麦克斯韦方程中： 麦克斯韦方程的几点说明： ② 、 式不独立：对 取散度： ，即 ； ←这就是电流连续性方程，它也是电磁场中的一个基本方程； 电磁场与电磁波_ 2.6 麦克斯韦方程组 第*页 、ρ专指外加源，其余都是场的量； 电场和磁场构成一个相互激励又相互制约的关系。 ， ←齐次微分方程 ， ←非齐次微分方程， ③ 四个方程分为两组： ， 为一组， ， 为一组 ④ 在无源空间中，两个旋度方程分别为： 电磁场与电磁波 第二章__电磁场的基本规律 电磁场的求解是求解麦克斯韦方程 电磁场的解都是麦克斯韦方程的解 电磁场的解都满足麦克斯韦方程 拉普拉斯方程、泊松方程、波动方程无非是变形 的麦克斯韦方程-电磁场的解都满足这些方程 用 来确定所给函数是否是磁场或电场；例2.6.2 第*页 电磁场与电磁波_ 2.6 麦克斯韦方程组 第*页 解： 由 展开： 即 [例] 无源区域中，已知： ，其中 α、β为常数，求 ，介质为空气。 电磁场与电磁波 第二章__电磁场的基本规律 ▼第*页 在无源空间，J=0 ，ρ=0 ，σ=0 代入 ， 后， 和 仅