电磁场第0章场量复习.pptVIP

电磁场导论 主讲 仲慧 2009年春 学习内容 先 修 课 程 什么是电场？ 有电荷接近或周围磁场强度有变化的区域,这个区域对引入的电荷施加机械力。任意一点的电场方向就是置于该点的一个小正电荷的受力方向。 电荷之间的相互作用是通过电场发生的.只要有电荷存在,电荷的周围就存在着电场，是物质存在的一种形式。电场的基本特性是对静止或运动的电荷有作用力，其作用力的大小为 ，正电荷受力方向与场强的方向相同，负电荷受力方向与场强方向相反。场强是描述电场特性的物理量 。 电场是一切物理、工业、化学、能源、电子、信息、生物等学科研究的本质对象 1、压力、推力、弹力、摩擦力的本质是电场； 2、分子之间的力由电场力组成； 3、生化反映的动源泉是电场； 4、电流，电压由电场力引起； 5、光、电磁波由电场引起； 6、信息技术也是研究电场的特性。 电场的本质 我们所见到的一切运动，反应，变化都是电场错综复杂，相互作用的结果。 电场就是原子核对核外电子的吸引力。当这种力分布不均匀时，物质就会对外界体现一些宏观力。我们就会感觉到有电场的存在。比如静电、电势等。这样我们就可以说原子核对电子的引力是世界上一切运动的力量来源（当然外有引力除外）。 为什么原子核会对电子有引力？ 目前认为自然界中一共有四种力：分别是电场力，万有引力、强相互作用力、弱相互作用力。 茫茫宇宙，有物质存在的空间是极少数，绝大多数都是空空的，就连有物质存在的地方也是稀疏的分布着一些原子核、电子。原子核与电子之间的空旷也比他本身占的空间大得多。 这里所说的空是什么？当然不是真空，更不是空气。它是指什么都没有。什么都没有，什么都没有的两个东西之间（原子核与电子）有一个引力。这是一个十分奇妙的物理现象。 你觉得这里所说的“空”真的是什么都没有吗？ 如果真的是什么都没有的话。原子核和电子之间就什么联系都没有啦。你能想象两个实体之间什么联系都没有却能有相互吸引的力吗？ 因此，有人认为在这里所说的“空”中并不是什么都没有，而是一种物质。这种物质不是颗粒，而是弥漫在整个空间。原子核和电子就像泡在这种物质中似的。这种物质没有质量，但却能够让两个有质量的物质产生引力。如果这样的话分子之间并不是什么都没有；如果这样，也许万有引力的本质也是电场。  电场分为两种：一种是静电场，另外一个为感应电场。 静电场是由静止电荷激发的电场。静电场的电场线起于正电荷终止于负电荷，或从无穷远到无穷远，其电场力移动电荷做功具有与路径无关的特点 变化磁场激发的电场叫感应电场或涡旋电场。 磁 场 能够产生磁力的空间存在着磁场。磁场是一种特殊的物质。磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。 电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体的磁性来源于电流，电流是电荷的运动，因而概括地说，磁场是由运动电荷或变化电场产生的。 磁场的基本特征是能对其中的运动电荷施加作用力，磁场对电流、对磁体的作用力或力矩皆源于此。而现代理论则说明，磁力是电场力的相对论效应。  磁现象 磁现象是最早被人类认识的物理现象之一，指南针是中国古代一大发明。磁场是广泛存在的，地球，恒星(如太阳)，星系（如银河系），行星、卫星，以及星际空间和星系际空间，都存在着磁场。 为了认识和解释其中的许多物理现象和过程，必须考虑磁场这一重要因素。在现代科学技术和人类生活中，处处可遇到磁场，发电机、电动机、变压器、电报、电话、收音机以至加速器、热核聚变装置、电磁测量仪表等无不与磁现象有关。甚至在人体内，伴随着生命活动，一些组织和器官内也会产生微弱的磁场。 地球的磁级与地理的两极相反. 中国是磁的故乡 ??中华民族很早就认识到了磁现象，磁学是一个历史悠久的研究领域。指南针是中国古代四大发明之一，古代中国在磁的发现、发明和应用上还有许多都居于世界首位，可以说中国是磁的故乡。 公元前 3 世纪，战国时期，《韩非子》中这样记载： “ 先王立司南以端朝夕 ” 。《鬼谷子》中记载： “ 郑人取玉，必载司南，为其不惑也 ” 。公元 1 世纪，东汉王充在《论衡》中写道： “ 司南之杓，投之于地，其柢指南 ” 磁石的发现、磁石吸铁的发现、磁石指南和最早磁指南器 ( 司南 ) 的发明、指南针的发明和应用、地球磁偏角的发现、地球磁倾角的利用、磁在医药上的应用，北极光地球磁现象和太阳黑子太阳磁现象的发现和最早最多的记载等，都是中国最早发现、发明、应用和记载的，或者居于世界的前列。 梯度的解释 假设有一个房间，房间内所有点的温度由一个标量场φ给出的，即点(x,y,z)的温度是φ(x,y,z)。假设温度不随时间改变。然后，在房间的每一点，该点的梯度将显示变热最快的方向。梯度的大小将表示在该方