电磁场一电磁现象的普遍规律.ppt

电磁现象的 普遍规律 本 章 内 容 1.1 基本实验定律之回顾 库仑定律与静电场 叠加原理 场的叠加原理（力的叠加性导致静电场的叠加性） 连续电荷的静电场 高斯定理 静电场的高斯（Gauss）定理 静电场的散度 高斯定理的证明（1） 高斯定理的证明（2） 静电场的环量和旋度 静电场的无旋性 静电场无旋性的直接证明 典型电场分布 传导电流 电荷守恒定律 课 堂 休 息 毕奥－萨伐尔定律与静磁场 磁场的基本属性：对运动电荷有作用力 － 洛仑兹力： － 磁感应强度矢量： 毕－萨定律 稳恒体电流激发磁场： 静磁场的基本方程组 静磁场的无源性和有旋性 静磁场的旋度证明 静磁矢势是无源的 典型磁场分布 Faraday 定律 电磁感应定律 麦克斯韦以前电磁学说（小结） 1.2 麦克斯韦方程组与洛伦兹力 － 法拉第（Faraday） 定律的推广 － 位移电流 － 位移电流的磁效应 － 麦克斯韦（Maxwell）方程组 － 洛伦兹（Lorentz）力 Faraday 定律的推广 电场的旋度和散度方程 位移电流（1） 类比： 全电流假设 － 对于静磁场 与 一致 －对变化场它与电荷守恒发生矛盾 位移电流（2） 位移电流的实质 位移电流（3） 位移电流的磁场 麦克斯韦假设：位移电流和传导电流具有相同的磁场效应，所激励的磁场遵循同样的规律 － 传导电流 的磁场 －位移电流 的磁场 － 于是， 全（总）电流 的磁场 自由空间中的麦克斯韦方程组 电场/磁场相互为源 自由空间的电磁场波动方程 矢量场结构的说明 洛伦兹力 粒子－电磁场自洽系统（小结） 课 堂 休 息 1.3 煤质的电磁性质 ＋ 煤质之电/磁 特性 ＋ 极化电荷/磁化电流 ＋ 电位移矢量与磁场强度之引入 ＋ 介质中Maxwell方程组 ＋ 介质中唯象处理 ＋ 物性方程 介质之电特性 束缚电荷密度 束缚电荷讨论 介质之磁特性 磁化电流密度 电位移矢量与磁场强度 介质中麦克斯韦方程组（1） 介质中之唯象定律 线性各向同性介质电磁性质方程 束缚电荷与自由电荷关系 几个物理词汇 一般介质电磁性质方程 介质中麦克斯韦方程组（2）（小结） 麦克斯韦方程组的积分表达式 课 堂 休 息 场法向分量的衔接关系 诸物理量法向衔接关系 场切向分量的衔接关系（1） 场切向分量的边值关系（2） 诸物理量切向衔接关系 麦克斯韦方程组对应的衔接关系（小结） 广义麦氏方程组，衔接条件的新导出方法 电磁场能量概念的引入 能量转换与守恒 玻印亭 (Poynting) 定理 导线传输电磁能方式 谐变电磁场及其方程组 复玻印亭定理 电路复阻抗的场量表达式 电磁场能量概念的引入 电磁场能量与能流 玻印亭 (Poynting) 定理 说 明 纯电磁场的能量和能流密度 例：导线传输电磁能方式 (1) 例：导线传输电磁能方式 （2） 例：导线传输电磁能方式 （3） 谐变电磁场及其方程组 复玻印亭定理 电路复阻抗的场量表达式 基本方程的完备性 基本方程完备的证明（2） 定义以煤质1的法向为正向 煤质1 煤质2 界面 已假定 有限 在非导电媒质分界面上，通常 57 煤质边界电磁场方程 连续介质内部电磁场方程 子区域 1 子区域 2 子区域 3 子区域 4 区域外边界 区域内边界 任意 区域 电磁 场方 程 第四讲 58 设场矢量可表示为 源函数 59 介质1 介质2 设电磁场量是广义函数。利用 麦克斯韦方程组在广 义函数意义下成立，于是，有 利用 函数的奇异性，有 确保了麦克斯韦理论的完整性。 方法可方便地推广到 … －－情况 课 堂 休 息 （4） 1.5 电磁场之能量与能流 电磁场是一种物质形态，应该具有能量。什么是电磁场能量？ 在对电磁场能量一无所知的情况下，我们应坚定这样的信心： 能量守恒！能量一定守恒！能量只能转化不能消失！！ 考虑一定区域中电磁场力对其中“自由”荷电物质作功，此功将转变成“自由”荷电物质的机械能，根据能量守恒的信念，应该有 场对物质作功 场能量的减少 流入区域的能量 把场力作功表达成电磁场量，就可能获得场能量的合理表达式 61 电磁场能量密度变化率： 电磁场能流密度（Poy