電磁場(chǎng)的基本規(guī)律-麥克斯韋方程組及物理意義.ppt

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1 1麥克斯韋方程組的積分形式 麥克斯韋方程組 麥克斯韋方程組 宏觀電磁現(xiàn)象所遵循的基本規(guī)律 是電磁場(chǎng)的基本方程 2 2麥克斯韋方程組的微分形式 3 時(shí)變電場(chǎng)的激發(fā)源除了電荷以外 還有變化的磁場(chǎng) 而時(shí)變磁場(chǎng)的激發(fā)源除了傳導(dǎo)電流以外 還有變化的電場(chǎng) 電場(chǎng)和磁場(chǎng)互為激發(fā)源 相互激發(fā) 時(shí)變電磁場(chǎng)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)不再相互獨(dú)立 而是相互關(guān)聯(lián) 構(gòu)成一個(gè)整體 電磁場(chǎng) 電場(chǎng)和磁場(chǎng)分別是電磁場(chǎng)的兩個(gè)分量 在離開(kāi)輻射源 如天線 的無(wú)源空間中 電荷密度和電流密度矢量為零 電場(chǎng)和磁場(chǎng)仍然可以相互激發(fā) 從而在空間形成電磁振蕩并傳播 這就是電磁波 4 在無(wú)源空間中 兩個(gè)旋度方程分別為 可以看到兩個(gè)方程的右邊相差一個(gè)負(fù)號(hào) 而正是這個(gè)負(fù)號(hào)使得電場(chǎng)和磁場(chǎng)構(gòu)成一個(gè)相互激勵(lì)又相互制約的關(guān)系 當(dāng)磁場(chǎng)減小時(shí) 電場(chǎng)的旋渦源為正 電場(chǎng)將增大 而當(dāng)電場(chǎng)增大時(shí) 使磁場(chǎng)增大 磁場(chǎng)增大反過(guò)來(lái)又使電場(chǎng)減小 5 3媒質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系 代入麥克斯韋方程組中 有 各向同性線性媒質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系為 6 麥克斯韋方程組 時(shí)變場(chǎng) 靜態(tài)場(chǎng) 緩變場(chǎng) 迅變場(chǎng) 電磁場(chǎng) EM 準(zhǔn)靜電場(chǎng) EQS 準(zhǔn)靜磁場(chǎng) MQS 靜磁場(chǎng) MS 麥克斯韋方程適用范圍 一切宏觀電磁現(xiàn)象 靜電場(chǎng) ES 恒定電場(chǎng) SS 7 例1在無(wú)源的電介質(zhì)中 若已知電場(chǎng)強(qiáng)度矢量 式中的E0為振幅 為角頻率 k為相位常數(shù) 試確定k與 之間所滿足的關(guān)系 并求出與相應(yīng)的其他場(chǎng)矢量 解 是電磁場(chǎng)的場(chǎng)矢量 應(yīng)滿足麥克斯韋方程組 因此 利用麥克斯韋方程組可以確定k與 之間所滿足的關(guān)系 以及與相應(yīng)的其他場(chǎng)矢量 對(duì)時(shí)間t積分 得 8 由 以上各個(gè)場(chǎng)矢量都應(yīng)滿足麥克斯韋方程 將以上得到的H和D代入式