电磁场和电磁波 .ppt

*电磁场和电磁波第1页，共26页，星期日，2025年，2月5日第五篇电磁学第十一章静电场第十二章稳恒电流的磁场第十三章电磁感应第十四章电磁场和电磁波第2页，共26页，星期日，2025年，2月5日第十四章电磁场和电磁波

◆教学基本要求1.掌握位移电流的概念，理解全电流安培环路定律。2.理解麦克斯韦电磁场方程组的积分形式。3.理解平面电磁波的基本特性。4.理解电磁场能量密度和坡印廷矢量。5.了解振荡偶极子辐射电磁波的基本特性。第3页，共26页，星期日，2025年，2月5日4.1位移电流一.位移电流和全电流1.问题的提出(1)变化的磁场能产生涡旋电场,变化的电场呢?(2)安培环路定理在非稳恒电流的情况下是否适用?I指传导电流.而非稳恒情况下,-+BA----++++IS1LS2传导电流可能不连续.以L为边界有两个曲面S1,S2H沿L的环流与曲面有关.解决途径:一是建立新理论;二是修正安培环路定理.分析平行板电容器的放电过程(非稳恒电流情况)A板上有正电荷+?,q=?SB板上有负电荷-?.2.位移电流假设4.1位移电流第4页，共26页，星期日，2025年，2月5日传导电流可能不连续.以L为边界有两个曲面S1,S2H沿L的环流与曲面有关.解决途径:一是建立新理论;二是修正安培环路定理.分析平行板电容器的放电过程(非稳恒电流情况)A板上有正电荷+?,q=?SB板上有负电荷-?.2.位移电流假设4.1位移电流当电容器放电时jc为传导电流密度BA-σ+σIcIDjcjcD=?考虑两板间的电场:电位移矢量第5页，共26页，星期日，2025年，2月5日当电容器放电时jc为传导电流密度BA-σ+σIcIDjcjc大小为:D=?考虑两板间的电场:电位移矢量D两板间jc=0,但当?变化时:或者:通过截面的总电位移矢量通量BA-σ+σIcIDjcjc且dD/dt的方向与D的方向相反.Id4.1位移电流第6页，共26页，星期日，2025年，2月5日两板间jc=0,但当?变化时:或者:通过截面的总电位移矢量通量BA-σ+σIcIDjcjc且dD/dt的方向与D的方向相反.IdMaxwell位移电流假设:可认为在两板间中断的传导电流由dD/dt来接替了.电场中某点位移电流密度jd等于该点电位移矢量对时间变化率;通过电场某截面位移电流等于通过该截面电位移通量?对时间变化率，即故中断了的传导电流Ic由位移电流Id连续下去(电流连续).4.1位移电流第7页，共26页，星期日，2025年，2月5日Maxwell位移电流假设:可认为在两板间中断的传导电流由dD/dt来接替了.电场中某点位移电流密度jd等于该点电位移矢量对时间变化率;通过电场某截面位移电流等于通过该截面电位移通量?对时间变化率，即故中断了的传导电流Ic由位移电流Id连续下去(电流连续).3.全电流的安培环路定理若电路中同时存在传导电流Ic和位移电流Id则，Is=Ic+Id叫全电流磁场强度沿任意闭合回路的环流等于穿过此闭合回路所围曲面的全电流——全电流安培环路定理.4.1位移电流第8页，共26页，星期日，2025年，2月5日3.全电流的安培环路定理若电路中同时存在传导电流Ic和位移电流Id则，Is=Ic+Id叫全电流磁场强度沿任意闭合回路的环流等于穿过此闭合回路所围曲面的全电流——全电流安培环路定理.4.1位移电流定理右边第一项表传导电流对磁场环流的贡献.定理右边第二项表位移电流对磁场环流的贡献.它们都满足右手关系:HjcH第9页，共26页，星期日，2025年，2月5日定理右边第一项表传导电流对磁场环流的贡献.定理右边第二项表位移电流对磁场环流的贡献.它们都满足右手关系:HjcH4.传导电流与位移电流比较(1)两者都能产生磁场。(2)传导电流意味着电荷流动,位移电流意味着电场的变化;(3)传导电流通过导体时放出焦耳热,位移电流不产生焦耳热;(4)通常电介质内主要是位移电流,导体中主要是传导电流.(5)麦克斯韦第一假设,即变化磁场激发涡旋电场.麦克斯韦第二假设,即位移电流假设,实质是变化的电场激发涡旋磁场.4.1位移电流第10页，共26页，星期日，2025年，2月5日4.传导电流与位