位移电流 麦克斯韦方程组.ppt

* 同学们好！ §10.3 位移电流 麦克斯韦提出又一重要假设：位移电流 一.问题的提出 稳恒磁场的安培环路定理： 穿过以 为边界的任意曲面的传导电流 非稳恒情况如何？ 随时间变化的磁场 感生电场(涡旋电场) 随时间变化的电场 磁场 对称性 非稳恒情况举例：电容器充放电 矛盾！ 说明将安培环路定理推广到一般情况时需要进行补充和修正。 对S1 : 对S2 : 出现矛盾的原因：非稳恒情况下传导电流不连续 ( I 流入S1，不流出S2 ) 导线穿过S1 导线不穿过S2 取回路L，作以L为边界的曲面 + 传导电流不连续的后果： 电荷在极板上堆积。 电荷密度随时间变化 （充电 ，放电 ） 极板间出现变化电场 . 大小： 传导电流 板间电场 结论 寻找传导电流与极板间变化电场之间的关系 解决问题思路： 与 同向 与 同向 充电 与 反向 与 同向 放电 板间电场的电位移矢量 对时间的变化率 等于极板上的传导电流密度 。 穿过极板的电位移通量 对时间变化率 等于极板上的传导电流 。 解决了非稳恒情况电流的连续性问题 传导电流 I 在极板上中断 ，可由 接替。 可由 接替。 传导电流密度 在极板上中断， 将 视为一种电流， 为其电流密度。 问题的解决办法： 充电 放电 二. 位移电流 1. 就电流的磁效应而言，变化的电场与电流等效。 称为位移电流 2. 传导电流与位移电流的比较 自由电荷宏观 定向运动 变化电场和极化 电荷的微观运动 产生焦耳热 只在导体中存在 无焦耳热， 在导体、电介质、真空 中均存在 都能激发磁场 起源 特点 共同点 传导电流I0 位移电流ID 三. 安培环路定理的推广 1.全电流 2. 推广的安培环路定理 对 对 不矛盾！ 对任何电路，全电流总是连续的 §10.4 麦克斯韦方程组的积分形式 一.麦克斯韦方程组的积分形式 高斯定理 环路定理 磁场 电场 静电场 感生 电场 一般 电场 麦克斯韦方程组的积分形式 二.麦克斯韦方程组的意义 1. 是对电磁场宏观实验规律的全面总结和概括， 是经典物理三大支柱之一。 方程中各量关系： 定义： 未发现磁单极 法拉第电磁 感应定律 安培定律 位移电流假设 库仑定律 感生电场假设 电场性质 变化磁场 产生电场 变化电场 产生磁场 磁场性质 方 程 实 验 基 础 意 义 2. 揭示了电磁场的统一性和相对性 电磁场是统一的整体 电荷与观察者相对运动状态不同时，电磁场 可以表现为不同形态。 空间带电体 对相对其静止的观察者 — 静电场 对相对其运动的观察者 电场 磁场 3. 预言了电磁波的存在 （自由空间 ） *