静电场的电场强度仅是空间的点函数.pptVIP

柱坐标下写成矢量形式为1831年法拉第发现：当磁场变化时，附近的闭合回路中将出现感应电流。由此他总结了这一现象服从的规律。§1.3麦克斯韦方程组一、电磁感应定律电磁感应现象电磁感应现象的实质：变化磁场激发电场物理机制:动生可以认为电荷受到磁场的洛伦兹力，因此产生电动势；感生情况回路不动，应该是受到电场力的作用。因为无外电动势，该电场不是由静止电荷产生，因此称为感生电场（对电荷有作用力是电场的本质，因此它与静电场在这一点上无本质差别）磁通变化的三种方式：a)回路相对磁场做机械运动，即磁场与时间无关，磁通量随时间变化，一般称为动生电动势；b)回路静止不动，但磁场变化，称为感生电动势；c)上面两种情况同时存在。二、总电场的旋度和散度方程感生电场与感生电动势的关系感生电场的旋度方程1）反映感生电场为有旋场（又称漩涡场），与静电场本质不同。2）反映变化磁场与它激发的变化电场间的关系，是电磁感应定律的微分形式。电磁感应定律因此又因闭合回路感生电场的散度方程总电场的旋度与散度方程假定电荷分布激发的场为满足：总电场为：得到总电场满足的方程：变化电场是有旋有源场，它不仅可以由电荷直接激发，也可以由变化磁场激发。感生电场是有旋无源场由于感生电场不是由电荷直接激发，可以认为三、位移电流假设变化磁场产生感生电场那么变化电场能否产生磁场？磁感强度的旋度为对恒定电流在交变电流情况下，例如电容的充、放电过程，电流在电容器中是断开的，由电荷守恒定律可得两边取散度三、位移电流假设麦克斯韦假设它仅在产生磁场上与传导电流相同麦克斯韦假设存在位移电流总电流：出现矛盾，该如何解决呢？四、总磁场的旋度和散度方程（1）为总磁感应强度（2）若，仍为有旋场（3）可认为磁场的一部分直接由变化电场激发旋度方程散度方程五、真空中的电磁场基本方程——麦克斯韦方程组微分形式积分形式如果存在磁荷,麦克斯韦方组的积分形式应该表述为:（ρm为磁荷密度）（jm为磁荷流密度）对麦克斯韦方程组的分析与讨论（1）真空中电磁场的基本方程揭示了电磁场内部的运动规律，即电荷电流激发电磁场，时变电磁场相互激发。微分形式反映点与点之间场的联系，积分方程反映场的局域特性。（2）预测空间电磁场以电磁波的形式传播在电荷、电流为零的空间（称为自由空间）电磁波（3）方程的正确性已由实验验证。电场与磁场之间的相互激发可以脱离电荷和电流而存在。电场与磁场相互联系，相互激发，时间上周而复始，空间上交链重复，这一过程预示着波动是电磁场的基本运动形式。Maxwell的这一预言在他去世（1879年）后不到10年的时间内，由德国科学家Hertz通过实验证实。从而证明了Maxwell的假设和推广的正确性。六、洛伦兹力公式洛伦兹假设左述公式对变化电磁场仍然成立，近代物理实验证实了该式的正确。现代带电粒子加速器、电子光学设备等都是以麦克斯韦方程组和洛仑兹力公式作为设计的理论基础。对于运动电荷，洛伦兹力公式力密度麦氏方程组反映了电荷（电流）激发场以及场内部的运动，反过来，场对电荷（电流）也会产生作用。库仑定律安培定律§1.4介质的电磁性质一、介质的极化和磁化介质：介质由分子组成，分子内部有带正电的原子核及核外电子，内部存在不规则而迅变的微观电磁场。宏观物理量：我们仅讨论宏观电磁场，用介质中小体元内大量分子的平均值表示的物理量称为宏观物理量（小体元在宏观上无限小，在微观上无限大）。在没有外力场时，介质内宏观电荷、电流分布不出现，宏观场为零。分子分类(1)有极分子：无外场时，正负电荷中心不重合，有分子电偶极矩。但固有取向无规，不表现宏观电矩。§1.4介质的电磁性质分子分类(2)无极分子：无外场时，正负电荷中心重合，无分子电偶极矩，也无宏观电矩。(3)分子电流：介质分子内部电子运动可以认为构成微观电流。无外场时，分子电流取向无规，不出现宏观电流分布。(1)有极分子：无外场时，正负电荷中心不重合，有分子电偶极矩。但固有取向无规，不表现宏观电矩。介质的极化和磁化极化使介质内部或表面上出现的电荷称为束缚电荷。介质的极化：介质中分子和原子的正负电荷在外加电场力的作用下发生小的位移，形成定向排列的电偶极矩；或原子、分子固有电偶极矩不规则的分布，在外场作用下形成规则排列。介质的磁化：介质中分子或原子内的电子运动形成分子电流，微观上形成不规则分布的磁偶极矩。在外磁场力作用下，磁偶极矩定向排列，形成宏观上的磁偶极