位移电流与麦克斯韦方程组
一、 电磁场实验规矩的总结
改动的电磁场, 规矩——推行; 方程——批改。
改动的磁场:发作感生电场(涡旋电场) 麦克斯韦提出
感生电场的场方程:
通常状况:空间总电场
改动磁场:发作涡旋电场。------麦克斯韦对于电磁理论的一个假定。
电场的概念加以推行,静电场的方程要加以批改。
改动电场:是不是要发作磁场?磁场的方程是不是要批改?
二、位移电流
静磁场的安培环路定理不适用于非稳恒状况
麦克斯韦提出:改动的电场——等效为一种电流(位移电流)——发作涡旋磁场。这是麦克斯韦对于电磁理论的第二个根柢假定。
位移电流密度:
位移电流强度:
全电流密度:
全电流
位移电流与传导电流比照:
相同处:按同一办法激起磁场(涡旋磁场)。
差异:(1)、前者取决于电场的改动,后者由电荷的微观移动致使。
(2)、前者能够在导体、介质、真空存在;后者在导体中经过。
(3)、前者无焦耳热;后者有焦耳热。
磁场的概念推行了,方程加以批改:
高斯定理:
环路定理:
三、麦克斯韦方程组
、积分办法
、微分办法
以上方程中既有电学量又有磁学量,阐明随时刻改动的电场和磁场是不行切开地联络在一同的;若场矢量不随时刻改动,则方程就分红两组独立的方程,一组为静电场方程,一组为静磁场方程。
、麦克斯韦方程组的物理含义:
、经过恣意闭合面的电位移通量等于该曲面所围住的安闲电荷的代数和。
、电场强度沿恣意闭曲线的线积分等于以该曲线为距离的恣意曲面的磁通量对时刻改动量的负值。
、经过恣意闭合面的磁通量恒等于零。
、磁场强度沿恣意闭合曲线的线积分等于穿过以该曲线为距离的曲面的全电流。
物理学家费曼以为,麦克斯韦方程是一座美丽大厦,以上方程办法美,但并不彻底对称,不对称的根柢要素是天然界存在电荷却不存在磁荷。磁单极子不存在。
、麦克斯韦方程组在电磁学中的方位
电和磁景象的开端发现,能够追溯到很陈腐的前史,但直到十九世纪,麦克斯韦才在前人效果的根底上把各种实验规矩总结跋涉并加以翻开,变成以麦克斯韦方程为基地的无缺的理论体系。麦克斯韦方程组在电磁学的方位和效果与牛顿运动规矩在经典力学中的方位和效果恰当。
、适用计划:
麦克斯韦电磁场理论是从微观的电磁景象总结出来的履历规矩,和牛顿经典力学相同只在微观实验所能抵达的计划内适用。高速范畴——麦克斯韦方程仍精确。可用它来研讨高速运动电荷所发作的电磁场及通常辐射疑问。微观范畴——麦克斯韦方程不彻底适用。罗伦兹把它推行到分子和原子的微观范畴,创立了电子论,对电磁景象作了微观阐明,取得了一些效果,但也遇到了不行打败的艰难,因此现代翻开了更广泛的量子电动力学。
微观电磁理论能够看作量子电动力学在某些分外条件下的近似规矩,正象牛顿经典力学是相对论力学在低速下的近似规矩相同,都是在必定条件下的相对真理。
上一篇:感生电场的性质
下一篇:磁路定理