《大學(xué)物理課件麥克斯韋方程組福州大學(xué)李培官》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《大學(xué)物理課件麥克斯韋方程組福州大學(xué)李培官（17頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、今 天 是 2021年 5月 17日 星 期 一大 學(xué) 物 理福 州 大 學(xué) 至 誠(chéng) 學(xué) 院-麥 克 斯 韋 方 程 組大 學(xué) 物 理 教 研 室 李 培 官 2 第 八 章 .電 磁 感 應(yīng)-電 磁 場(chǎng)8-4-2.麥 克 斯 韋 方 程 組 3 在 前 人 成 就 的 基 礎(chǔ) 上 ， 麥 克 斯 韋 提 出 渦 旋 電 場(chǎng) 和 位 移 電 流 的假 說(shuō) ， 把 電 磁 場(chǎng) 規(guī) 律 總 結(jié) 提 高 為 ： 麥 克 斯 韋 方 程 組 。d 0LE l S d iSD S q d 0SB S d iL iH l I 穩(wěn) 恒 情 況1. 麥 克 斯 韋 方 程 組 的 積 分 形 式 10內(nèi) E

2、E E 感 應(yīng)靜 電非 穩(wěn) 恒 情 況d dL S BE l St H H H 位 移傳 導(dǎo) d dL S DH l j St （ ）傳 導(dǎo) 一 .麥 克 斯 韋 方 程 組 4 D D D 感 應(yīng)靜 電同 理 在 非 穩(wěn) 恒 情 況 中 B B B 位 移傳 導(dǎo)電 場(chǎng) 、 磁 場(chǎng) 的 通 量 也 推 廣 到 一 般 d dS VD S V d 0SB S d d( )L S DH l j St d dL S BE l St 麥克斯韋方程組d dS VD S V 任 意 電 場(chǎng)任 意 磁 場(chǎng) d 0S B S 11傳 導(dǎo)方 程 組 中 各 場(chǎng) 量 在 各 向 同 性 的 線(xiàn) 性 介 質(zhì) 中 ，

3、 有EED r 0 HHB r 0 Ej 5麥?zhǔn)戏匠探M微分形式 2.麥 克 斯 韋 方 程 組 的 微 分 形 式Gauss定 理Stokes定 理利 用 如 下 數(shù) 學(xué) 定 理 d d( )S VA S A V BE t 0B D DH j t 可 把 麥 克 斯 韋 方 程 組 積 分 形 式 變 為 微 分 形 式d d( )L S DH l j St d dL S BE l St d dS VD S V d 0S B S 傳 導(dǎo) d d( )L SA l A S 14 6 有 源 場(chǎng)無(wú) 源 場(chǎng)有 旋 場(chǎng)有 旋 場(chǎng) 12注 ：2) 麥 氏 電 磁 理 論 是 物 理 學(xué) 史 上 的 一

4、次 重 大 突 破HBED 、不 僅 是 空 間 函 數(shù) 而 且 是 時(shí) 間 的 函 數(shù) ,內(nèi) 容 豐 富 。*指 出 光 波 就 是 電 磁 波 。1) 麥 克 斯 韋 方 程 組 中 的 :*解 釋 一 切 宏 觀(guān) 的 電 磁 現(xiàn) 象 ；*預(yù) 言 電 磁 波 的 存 在 ； 麥 方 程 并 非完 全 對(duì) 稱(chēng) ，你 是 否 想 作修 改 ？d d( )L S DH l j St d dL S BE l St d dS VD S V d 0S B S 傳 導(dǎo)二 .麥 克 斯 韋 方 程 組 的 物 理 意 義 7 d d( )L S DH l j St d dL S BE l St d dS

5、VD S V d 0S B S 傳 導(dǎo)注 ：1931年 狄 拉 克 預(yù) 言 ： 0m n hcg en =1 0 68.5g e 133).磁 單 極 子 110 2 10 (g)m dmV V mj(C)磁 單 極子 是 否存 在 ? d dS VD S V dSB S d d( )L S BE l St d d( )L S DH l j St 傳 導(dǎo) 無(wú) 論 是 否 有 磁 荷 、 磁 流 存 在 ， 麥 克 斯 韋 方 程 組不 受 影 響 。 它 成 為 電 磁 場(chǎng) 理 論 的 基 礎(chǔ) ， 并 經(jīng) 受 了 實(shí)踐 的 檢 驗(yàn) ， 已 成 為 現(xiàn) 代 電 子 學(xué) 、 無(wú) 線(xiàn) 電 學(xué) 等 學(xué)

6、 科 的 理 論 基 礎(chǔ) 。 8 1.電 磁 場(chǎng) 的 物 質(zhì) 性（ 1） 能 量 密 度變 化 的 電 磁 場(chǎng) 同 時(shí) 具 有 電 場(chǎng) 能 和 磁 場(chǎng) 能1 12 2e mw w w E D B H 一 般 地 ： ),( tzyxww 16 自 然 界 物 質(zhì) 存 在 有 兩 種 基 本 的 形 式 ： 實(shí) 物 和 場(chǎng)（ 2） 質(zhì) 量 密 度 設(shè) 單 位 體 積 中 ,電 磁 場(chǎng) 質(zhì) 量 為 m,由 相 對(duì) 論質(zhì) 能 關(guān) 系 其 能 量 為 w =mc2 質(zhì) 量 密 度則 2cwm )(212 HBEDc 三 .電 磁 場(chǎng) 的 物 質(zhì) 性 92. 電 磁 場(chǎng) 物 質(zhì) 性 的 特 點(diǎn)（ 1）

7、沒(méi) 有 靜 止 質(zhì) 量 m0=0（ 2） 電 磁 場(chǎng) 以 波 的 形 式 傳 播 ， 以 粒 子 的 形 式 與 實(shí) 物 相 互 作 用 ；（ 3） 電 磁 場(chǎng) 可 相 互 迭 加 ， 同 時(shí) 占 具 同 一 空 間 ；（ 4） 電 磁 波 的 波 速 與 參 考 系 無(wú) 關(guān) 。 17 （ 3） 動(dòng) 量 密 度電 磁 場(chǎng) 中 , 單 位 體 積 的 質(zhì) 量 為其 動(dòng) 量 為 動(dòng) 量 密 度實(shí) 驗(yàn) 事 實(shí) 證 明 電 磁 場(chǎng) 有 ： 質(zhì) 量 和 動(dòng) 量 例 ： 引 力 紅 移 、 光 壓 等 2cwm )(21 HBEDccwmcp 10 四 .麥 克 斯 韋 的 貢 獻(xiàn)1. 完 善 了 宏 觀(guān)

8、 的 電 磁 場(chǎng) 理 論 ， 利 用 4個(gè) 徵 分 方程 、 3個(gè) 介 質(zhì) 方 程 和 洛 侖 茲 力 公 式 ， 在 確 定 的 邊界 條 件 下 ， 原 則 上 可 解 決 電 磁 場(chǎng) 的 一 般 問(wèn) 題 。2. 麥 克 斯 韋 方 程 組 ， 是 愛(ài) 因 斯 坦 相 對(duì) 論 的 重 要實(shí) 驗(yàn) 基 礎(chǔ) 。3.預(yù) 言 了 電 磁 波 的 存 在 ， 并 計(jì) 算 出 電 磁 波 在 真 空的 速 度 為 ： ooC 1 3 108 m/s 1886年 赫 茲 發(fā) 現(xiàn) 了 電 磁 波 證 實(shí) 了 麥 的 預(yù) 言。 11 1886年 29歲 的 赫 茲 發(fā) 現(xiàn) ： 當(dāng) 電 池 通 過(guò) 一 對(duì)線(xiàn) 圈

9、 中 的 一 個(gè) 放 電 時(shí) ， 在 另 一 個(gè) 線(xiàn) 圈 里 產(chǎn) 生火 花 。 赫 茲 振 子 高 頻 加 速運(yùn) 動(dòng) 電 荷 諧 振 器 1888年 他 總 結(jié) 出 ： 電 磁 感 應(yīng) 是 以 波 動(dòng) 形 式 傳 播 的 ，并 第 一 次 使 用 了 “ 電 磁 波 ” 一 詞 。 赫 茲1886年赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在 12B E p B CE例 ： 振 蕩 電 偶 極 子 的 遠(yuǎn) 場(chǎng) 近 似 的 平 面 電 磁 波EB傳 播 方 向 13 從 1888年 赫 茲 用 實(shí) 驗(yàn) 證 明 了 電 磁 波 的 存 在 ，1895年 俄 國(guó) 科 學(xué) 家 波 波 夫 發(fā) 明 了 第 一 個(gè) 無(wú)

10、線(xiàn) 電 報(bào) 系 統(tǒng)1914年 語(yǔ) 音 通 信 成 為 可 能 。1920年 商 業(yè) 無(wú) 線(xiàn) 電 廣 播 開(kāi) 始 使 用 。20世 紀(jì) 30年 代 發(fā) 明 了 雷 達(dá) 。40年 代 雷 達(dá) 和 通 訊 得 到 飛 速 發(fā) 展 ，自 50年 代 第 一 顆 人 造 衛(wèi) 星 上 天 ， 衛(wèi) 星 通 訊 事 業(yè) 得 到 迅 猛發(fā) 展 。 如 今 電 磁 波 已 在 通 訊 、 遙 感 、 空 間 控 測(cè) 、 軍 事 應(yīng) 用 、 科學(xué) 研 究 等 諸 多 方 面 得 到 廣 泛 的 應(yīng) 用 。電 磁 波 的 應(yīng) 用 14 人 們 贊 美 麥 克 斯 韋 方 程 組 象 一 首 美 麗 的 詩(shī) !理 論

11、假 設(shè) 在 先 ， 實(shí) 驗(yàn) 檢 驗(yàn) 在 后 麥 克 斯 韋 在 電 磁 理 論 方 面 的 杰 出 貢 獻(xiàn) 在 于 ： 他 完 整 而深 刻 地 揭 示 出 變 化 的 磁 場(chǎng) 可 以 激 發(fā) 電 場(chǎng) 、 變 化 的 電 場(chǎng) 又 能激 發(fā) 磁 場(chǎng) 這 一 客 觀(guān) 規(guī) 律 ， 從 而 使 人 們 認(rèn) 識(shí) 到 電 場(chǎng) 與 磁 場(chǎng) 間互 相 依 存 、 互 相 轉(zhuǎn) 化 的 關(guān) 系 , 認(rèn) 識(shí) 到 :電 磁 場(chǎng) 的 統(tǒng) 一 性 。 麥 克 斯 韋 電 磁 場(chǎng) 理 論 使 人 類(lèi) 對(duì) 宏 觀(guān) 世 界 的 認(rèn) 識(shí) 達(dá) 到 了 一個(gè) 新 的 高 度 ， 是 從 牛 頓 力 學(xué) 到 愛(ài) 因 斯 坦 相 對(duì) 論

12、 建 立 這 段 時(shí) 期中 物 理 學(xué) 史 上 最 重 要 的 理 論 成 果 。 1879年 11月 5日 ， 麥 克 斯 韋 因 病 在 劍 橋 逝 世 ， 年 僅 48歲 。 那 一 年 正 好 愛(ài) 因 斯 坦 誕 生 。 科 學(xué) 史 上 這 種 巧 合 還 有一 次 是 在 1642年 ， 那 一 年 伽 里 略 去 世 ， 牛 頓 誕 生 。 15 麥 克 斯 韋 （ 1831-1879） 英 國(guó) 物 理 學(xué) 家 . 經(jīng) 典 電 磁 理論 的 奠 基 人 , 氣 體 動(dòng) 理 論 創(chuàng)始 人 之 一 . 他 提 出 了 有 旋 場(chǎng) (感 生 電 場(chǎng) )和 位 移 電 流 的 概念 , 建

13、 立 了 經(jīng) 典 電 磁 理 論 , 并 預(yù) 言 了 以 光 速 傳 播 的 電 磁波 的 存 在 .在 氣 體 動(dòng) 理 論 方面 , 他 還 提 出 了 氣 體 分 子 按速 率 分 布 的 統(tǒng) 計(jì) 規(guī) 律 .五 .麥 克 斯 韋 簡(jiǎn) 介 16 【 麥 克 斯 韋 生 平 簡(jiǎn) 介 】麥 克 斯 韋 是 19世 紀(jì) 偉 大 的 英 國(guó) 物 理 學(xué) 家 、 數(shù) 學(xué) 家 。 經(jīng)典 電 動(dòng) 力 學(xué) 的 創(chuàng) 始 人 ， 統(tǒng) 計(jì) 物 理 學(xué) 的 奠 基 人 之 一 。 麥 克 斯 韋 1831年 6月 13日 出 生 于 愛(ài) 丁 堡 。 16歲 時(shí) 進(jìn) 入愛(ài) 丁 堡 大 學(xué) ， 三 年 后 轉(zhuǎn) 入 劍

14、橋 大 學(xué) 學(xué) 習(xí) 數(shù) 學(xué) ， 1854年 畢 業(yè) 并 留校 任 教 ， 兩 年 后 到 蘇 格 蘭 的 馬 里 沙 耳 學(xué) 院 任 自 然 哲 學(xué) 教 授 ，1860年 到 倫 敦 國(guó) 王 學(xué) 院 任 教 ， 1871年 受 聘 籌 建 劍 橋 大 學(xué) 卡 文 迪什 實(shí) 驗(yàn) 室 ， 并 任 第 一 任 主 任 。 1879年 11月 5日 在 劍 橋 逝 世 。 麥 克 斯 韋 集 成 并 發(fā) 展 了 法 拉 第 關(guān) 于 電 磁 相 互 作 用 的思 想 ， 并 于 1864年 發(fā) 表 了 著 名 的 電 磁 場(chǎng) 動(dòng) 力 學(xué) 理 論 的 論 文， 將 所 有 電 磁 現(xiàn) 象 概 括 為 一 組 偏 微 分 方 程 組 ， 預(yù) 言 了 電 磁 波 的存 在 ， 并 確 認(rèn) 光 也 是 一 種 電 磁 波 ， 從 而 創(chuàng) 立 了 經(jīng) 典 電 動(dòng) 力 學(xué) 。麥 克 斯 韋 還 在 氣 體 運(yùn) 動(dòng) 理 論 、 光 學(xué) 、 熱 力 學(xué) 、 彈 性 理論 等 方 面 有 重 要 貢 獻(xiàn) 。 17 歡 迎 指 導(dǎo)今 天 是 2021年 5月 17日 星 期 一再 見(jiàn)