电动力学第三章概述.pptx

电磁现象的普遍规律与麦克斯韦方程组;本课的主要内容;3.1法拉第电磁感应定律;而 可以得到： 这就是法拉第电磁感应定律的微分形式：表明变化的磁场周围激发涡旋电场。;从法拉第电磁感应还可以看出：只有当具有相同边界的任意二个曲面的磁感应通量的变化率相同时，这个定律才有意义，则必须满足一下： ;3.2麦克斯韦方程组与洛伦兹力公式;1.麦克斯韦方程组;3.2.1确定的电场是无旋电场而3.2.2确定的电场是有旋的之间存在矛盾，要解决这个矛盾只要把E产生理解为二种不同电场的叠加 ;3.2.4是稳恒电流磁场要是推广到非稳情况下就会与电荷守恒定律发生矛盾，所以与E产生的情况一样，产生磁场的原因： ;这样3.2.4就会修正为 这表明不但传导电流会激发磁场，而且变化的电场也能激发磁场，法拉第磁感应定律说明了变化的磁场会激发涡旋电场，再加上位移电流的引入，预言了变化的电场也能激发磁场，这样变化的电场与磁场之间是相互联系的。 ;麦克斯韦方程组，物质方程和边值关系总结如下： 麦克斯韦方程组 ;物质方程 ;边值关系 ;2.洛伦兹力公式;麦克斯韦方程组、洛伦兹力公式以及电荷守恒定律合在一起组成了电动力学的基本方程式。这组方程式上加上牛顿第二定律构成了完整的可以描述相互作用的带电粒子与电磁场的经典理论。;3.3电磁场的能量与能量守恒定律;对于无限大的空间上式化为： 其中电磁场能量密度： 上式解释为单位时间内通过封闭曲面 流出去的电磁场能量 ;其中 为能流密度矢量（坡印亭矢量） ;3.4电磁场的动量与动量守恒定律;其中 其中 解释为电磁场的总动量，就是电磁场的动量密度。 根据前面讲的，对3.4.1式的最右边的的曲面积分项为0。则就有： 上式表明电荷、电流系统的机械总;机械动量 是不守恒的。这是因为电荷电流系统在运动过程中与电磁场是不断的交换能量的。则必然也会有动量的交换。 故会有： 其中 表示单位面上所受的应力，矢量 是一个对称张量称为麦克斯韦应力张量。 ;3.5电磁场的波动性;上式是在一定的区域内的电荷 与电流所激发的电磁场这电磁场随时间的延续将遍布整个空间，而在此空间外 ， 所以可以得到： ;上式表明了产生电磁场的源可以是有限的，但是电磁场的存在是无限的，他以有限的速度从源向无限空间传播，所以说电磁场可以独立于源而存在。就得到了自由电磁波。;谢谢！