1、麦克斯韦（1831-1879）英国物理学家 . 经典电磁理论的奠基人 , 气体动理论创始人之一 . 他提出了有旋场和位移电流的概念 , 建立了经典电磁理论 , 并预言了以光速传播的电磁波的存在 .在气体动理论方面 , 他还提出了气体分子按速率分布的统计规律.,1865 年麦克斯韦在总结前人工作的基础 上，提出完整的电磁场理论，他的主要贡献是提出了“有旋电场”和“位移电流”两个假设，从而预言了电磁波的存在，并计算出电磁波的速度（即光速）.,1888 年赫兹的实验证实了他的预言, 麦克斯韦理论奠定了经典电动力学的基础，为无线电技术和现代电子通讯技术发展开辟了广阔前景.,( 真空中 ),15 位移电
2、流和全电流定律,15.1 位移电流 全电流定律,电磁场的基本规律,静电场,恒定磁场,变化的磁场,变化的电场,恒定磁场,非恒定条件 如图所示 以电容器的充电为例,S1:,S2:,矛盾,恒定条件,S1,S2,电容器破坏传导电流连续性,根据电荷守恒有,L,S 是 S1 和 S2 构成闭合曲面, qc 是曲面内自由电荷,如果电流是连续的应有,即,此式代入,有,或,在非恒定情况下这种电流强度,永远是连续的,看成一种新的电流密度,看成一种新的电流强度,变成,如何把,-电位移通量,定义：,全电流：,位移电流密度,全电流连续,位移电流概念：把变化的电场看作电流,位移电流强度,传导电流，位移电流都产生磁场,位移
3、电流和传导电流的不同：,1、位移电流的本质是变化的电场，而传导电流是自由电荷的定向运动。,2、传导电流产生焦耳热，位移电流不会产生焦耳热,3、位移电路存在于真空、导体、电介质等，而传导电流只存在于导体中,4、无论是传导电流还是位移电流（变化的电场）产生的磁场都是无源涡旋场。与电场不对称，因为找不到磁单极子。,2、安培环路定理的普遍形式- 全电流定律,或,微分表达式,15.2 麦克斯韦方程组,积分表达式,微分表达式,静电场+涡旋电场,传导电流+位移电流产生的磁场,场与物质,边界条件,场与电荷,电荷守恒定律,洛仑兹力,15.3电磁波,真空中电磁场的波动方程变为：,真空中，介质性质方程,一 变化的电
4、磁场在空间的传播就是电磁波,对 两边求旋度,利用矢量分析及,可得,比较以上两式 得,同理对,由波动微分方程标准形式,波速,前面,两边求旋度，类似得到,真空中变化的电磁场是一种波动称为电磁波,介质中的波速,二、真空中电磁波的性质,1，证明电磁波是横波，且,2，证明,（ 同步）,无阻尼自由振荡，电容板上电量为q 振荡电流 I 总能,-谐振动微分方程,求导,由于,三、电磁波的产生,频率,电磁振荡：,电路变化如图所示,从振荡电路过渡到振荡偶极子,四、赫兹实验 实践是检验真理的标准,麦克斯韦理论 1865 年发表，逐渐被人接受。1878 年（德）赫 姆霍兹向学生提出一个竞赛题目，用实验方法验证麦式理论，
5、赫兹开始致力于这个实验。 1888 年正式发表实验论文。,1894 年 意 马可尼 俄 波波夫 实现了无线电远距离传输，无线电报 。 1906 年无线电广播 1911 年 导航 1916年 无线电话 1921 年 短波通讯 1923 年 传真 1929 年 电视 1933 年 微波通讯 1935 年 雷达 现代 遥控 遥测 卫星通讯 都可说是赫兹实验的产物。,五、电磁波的性质：,1）电磁波是横波,（ 都与传播方向垂直）,4）电磁波的真空传播速度大小为,3) E和H(或B)成比例,或,2）,图 电磁波谱,五 电磁波的能量,1.电磁波的能量密度,线性介质：,2.电磁波的能流密度-坡印亭矢量,电磁波,坡印亭矢量,式中 E0 和 H0 分别是 E H 的振幅,可以证明,如图：偶极子辐射方向,坡印亭矢量,平面电磁波,振荡偶极子辐射的电磁波,平均辐射功率,
