《麥克斯韋方程組詳細介紹》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《麥克斯韋方程組詳細介紹（32頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、1,2005 春季學期 陳信義編,電磁學（第三冊）,第11章 麥克斯韋方程組 和電磁輻射,2,目 錄,【演示實驗】電磁波的發(fā)射與接收（燈泡）,3,11.1 麥克斯韋方程組,麥克斯韋總結(jié)了庫侖、安培和法拉第等人的電磁學研究成果，歸納出了電磁場的基本方程組。,1862年麥克斯韋預言了電磁波的存在，論證了光是一種電磁波。,1888年赫茲用實驗證實電磁波的存在。,麥克斯韋,4,一、真空中電磁學基本規(guī)律,5,電場的高斯定理：電荷總伴隨有電場。,任何電場都滿足高斯定理。,感應電場場線一定閉合、無頭無尾。,6,法拉第電磁感應定律：變化的磁場會激發(fā)（伴隨有）感應電場。,任何電場都滿足法拉第電磁感應定律。,7

2、,磁通連續(xù)定理：磁場場線一定閉合、無頭無尾。不存在單一的“磁荷”磁單極子。,安培環(huán)路定理：磁場與電流及變化的電場的關系。,8,二、介質(zhì)中電磁學基本規(guī)律,9,10,11,洛侖茲力公式：,11.2 加速運動電荷輻射電磁波,電磁輻射總是和電荷的加速運動相聯(lián)系。,13,電荷運動的信息尚未傳到球面外。,內(nèi)區(qū)：勻速運動點電荷電場 v << c，近似靜電場。,高斯定理：無電荷區(qū)域電力線連續(xù),外區(qū)：靜電場,14,過渡區(qū)以光速擴大 形成電磁波,輻射總功率,，其中a為電荷的加速度。,15,1886年29歲的赫茲發(fā)現(xiàn)：當電池通過一對線圈中的一個放電時，在另一個線圈里產(chǎn)生火花。,1888年他總結(jié)出：電磁感應是以波動形

3、式傳播的，并第一次使用了“電磁波”一詞。,【演示實驗】電磁波的發(fā)射與接收（燈泡）,赫茲,16,振蕩偶極振子發(fā)射的電磁波,振蕩電偶極矩：,偶極子附近電場線的變化,17,18,功率大、準直性好、較寬連續(xù)頻譜（X射線范圍）、高度偏振性。,同步輻射光源,19,軔致輻射（deceleration ridiation ）,11.3 平面電磁波,例：振蕩電偶極子的遠場,近似的平面電磁波,21,22,2、在空間同一點,E 和B相互垂直，同頻率，同相位地變化。,B的作用遠小于E的作用,23,11.4 電磁波的能量和動量,一、能量密度,,24,25,【例】電容充電過程的能量傳輸,26,【思考】放電過程能流的方向？

4、,能量從側(cè)面流入電容器。,27,四、電磁波的動量密度,能量密度：,動量密度：,28,輻射壓強（光壓）：,垂直射到完全反射表面,29,1899年列別捷夫首次測定了光壓,離100W燈泡1m,你相信電磁波有動量嗎？,30,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,10,3,10,6,10,9,10,12,10,15,10,22,10,3,10,0,10,,6,10,,9,10,,13,10,5,10,,2,HZ,1K,HZ,1M,HZ,1G,HZ,1T,1km,1m,1cm,1,1nm,A,0,1,,,m,,,,,,,,,X 射線,紫外線,可見光,紅外線,微 波,高頻電視,調(diào)頻廣播,雷達,無線電射頻,電力傳輸,射線,,電磁波譜,頻率,波長,32,量子場論：帶電粒子用量子力學描述；光子(電磁量子)在空間的傳播用麥克斯韋方程組描述；帶電粒子之間的電磁相互作用用交換光子的方式描述。,經(jīng)典電磁學適用的范圍,經(jīng)典電磁學適用于：光的粒子性和帶電粒子的波動性都不顯著的過程。,