《电磁场理论》第3章 静磁场-教学课件（非AI生成）.pptx

第三章;§1矢势及其微分方程;2．矢势的引入及意义;矢势沿任一闭合回路的环量代表通过由该回路为边界的任一曲面的磁通量，而每点A无直接物理意义。;用矢势;可选择,，

即

也可选择，，

即

还可有多种选择，即有多种，而描述同一磁场

;7;8;二．矢势满足的方程及方程的解;电荷分布在有限空间内;2．矢势的形式解;4．的边值关系;（b）;三．稳恒电流磁场的能量;③导出过程;无穷远界面上的矢势和磁场都趋于0,;2.电流分布在外磁场中的相互作用能;最后一项称为相互作用能，记为，;例1无穷长直导线载电流I，求磁场的矢势和磁感应强度。;例1无穷长直导线载电流I，求磁场的矢势和磁感应强度。;若取R0点的矢势为零，计算可得;取A的旋度得磁感应强度;例（书例2）半径为a的导线园环载流I，

求矢势和磁感应强度。

;例（书例2）半径为a的导线园环载流I，

求矢势和磁感应强度。

;;此式可变换为椭园积分，求出结果。;27;28;作业：3-1,3,4;规范条件;已知均匀介质中磁场总能量为;§2磁标势

Magneticscalarpotential;1.电势;一．引入磁标势的困难;二．引入磁标势的条件;讨论：

1）在有电流的区域必须根据情况挖去一部分区域；;三．磁标势满足的方程;3．满足的泊松方程;4．边值关系;;静电势与磁标势的差别：;1932年，英国物理学家狄拉克从理论上预言磁单极是可以独立存在的。他认为：“既然电有基本电荷—电子存在，磁也应该有基本磁荷—磁单极子存在。”

他的这一预见吸引了不少物理学家用各种方法去寻找磁单极子。人们在各种物质中，如矿物、火山灰、陨石、月球土壤中寻找磁单极子；也在加速器产生的粒子中寻找过磁单极子，用最先进的方法和最精密的仪器，但都一无所获。;例1证明???的磁性物质表面为等磁势面。;例1证明???的磁性物质表面为等磁势面。;例2求磁化矢量为M0的均匀磁化铁球产生的磁场。;例2求磁化矢量为M0的均匀磁化铁球产生的磁场。;由于轴对称性，极轴沿方向，上式解的形式为：;铁球表面边界条件为当R=R0(R0为铁球半径)时，??设球外为真空，则有;通过比较得;铁球外的磁场是磁偶极子产生的场，磁矩为;铁球外的磁场强度为;线总是闭合的，线且不然，线是从右半球面上的正磁荷发出，终止于左半球面的负磁荷上。在铁球内，与反向。说明磁铁内部的与是有很大差异的;例题：内外半径为R1和R2的均匀球壳，置于均匀外磁场内。设球壳磁导率为μ，球壳内外为真空，求空腔内的磁场。;2.边值关系;作业：习题9,11;§3磁多极矩

Magneticmultipolemoment;1、矢势的多级展开;第一项;第二项为;利用全微分绕闭合回路的线积分等于零;则有;2．磁偶极矩的场和磁标势;磁偶极势形式上和电偶极势相似。;一个任意电流线圈可以看作由它所围的一个曲面S上许多小电流线圈组合而成,因此它的总磁偶极矩为;展开式的第三项：;3、小区域内电流分布在外磁场中的能量;磁偶极子在外磁场中所受的力是;电偶极子;

§3.4阿哈罗诺夫—玻姆效应

Aharonov-Bohmeffects

;在经典电动力学中，场的基本物理量是电场强度

和磁感应强度，势和是为了数学上的方便而引入的辅助量，和不是唯一确定的。为对应一个磁场，可以有无穷多的矢势，所以在经典意义上说，

和不是直接观察意义的物理量。但是，在量子力学中，势和具有可观测的物理效应。1959年，阿哈罗诺夫(Aharonov)和玻姆(Bohm)提出这一新的效应（以下简称A-B效应），并被随后的实验所证明实。;;实验分两步进行：;干涉条纹的移动是由于两束电子产生了附加的相位差,这种现象称为阿哈罗诺夫——玻姆效应(即A-B效应）。;这一实验结果说明，磁场的物理效应不能完全用

来描述，而不再是一个没有直接观测意义的物理量，它可以影响电子波束的相位，从而使干涉条纹发生移动。;§5超导体的电磁性质;1超导体的基本电磁现象;(2)完全反磁效应;第一类超导体(TypeI);第二类超导体(TypeII);超导体产生超导态的条件;超