1、 13-5 麦克斯韦电磁理论引: 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 “涡旋电场 ”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 )高斯定理磁场高斯定理安培环路定理环路定理回顾:涡旋电场明显的不对称性:变化的磁场能激发电场,看不到变化的电场能激发磁场( S 是以 L 为边的任意曲面)传导电流的连续性保证了安培环路定理在恒静情况下的正确性。一 . 位移电流LI0K
2、R安培环路定理适应的条件?电流恒定条件L-I0K R+在非恒静情况下,安培环路定理是不适用的,必须寻求新的规律。在非恒静情况下( S 是以 L 为边的任意曲面)麦克斯韦称 为 位移电流密度 -I0K R+称 为 全 电流密度 电流连续性方程可以表示为:位移电流的确切涵义-I0K R+ 位移电流 :全电流( 全电流是连续的 :在传导电流中断的地方,必定有等量的位移电流接续下去)电场随时间变化极化电荷随时间变化I0 和 Id 的 区别 :1) I0是电荷定向运动产生, Id电场随时间变化产生。2) I0只能存在于导电物质中, Id可存在于真空和绝缘介质中。3) I0 产生 焦耳热, Id 不产生
3、焦耳热。全电流下:安培环路定理I0 和 Id 的 相似处: 都能 激发 磁场。微分形式+ + + + + + + + +- - - - - - - - - -IdI例 1 已知:半径为 R的圆形金属板组成的真空电容器,充电时两极板间电场的变化率为求: Id、 充电电流 I 和 B解:麦克斯韦假设1) 涡旋电场2) 位移电流麦克斯韦方程组积分形式二 . 麦克斯韦方程组边界条件方程组的微分形式实验证明:麦克斯韦方程组不仅适用于 恒静和缓变 的电磁场,也适合于 快速变化 的电磁场 。矢量场:高斯定理矢量场:斯托克斯定理核心思想: 一个变化的电场可激发一个磁场,一个变化的磁场可激发一个电场,它们相互依存、相互激发,组成统一的电磁场。