宏觀電磁場(chǎng)的基本規(guī)律教學(xué)課件

第二章宏觀電磁場(chǎng)的基本規(guī)律主要內(nèi)容:宏觀電磁現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)定律真空中的Maxe方程組介質(zhì)的極化和磁化介質(zhì)中的Maxwe方程組電磁場(chǎng)的邊界條件§2.1電荷與電流電荷守恒定律宏觀實(shí)驗(yàn)表明:一個(gè)孤立系統(tǒng)的電荷總量是保持不變的,即在任何時(shí)刻,系統(tǒng)中的正電荷與負(fù)電荷的代數(shù)和保持不變。稱之為電荷守恒定律。電荷守恒定律表明,如果孤立系統(tǒng)中某處在一個(gè)物理過(guò)程中產(chǎn)生(或消滅)了某種符號(hào)的電荷,那么必有相等量的異號(hào)電荷伴隨產(chǎn)生(或消滅);如果孤立系統(tǒng)中總的電荷量增加(或減小),必有等量的電荷進(jìn)入(或離開)該孤立系統(tǒng)§21電荷與電流單位時(shí)間內(nèi),通過(guò)界面Ot進(jìn)入V部的電荷量為:該電荷量等于W單位時(shí)間內(nèi)的電荷增加量,即Ag=-ddv孤立系統(tǒng)§22Coulomb定律與靜電場(chǎng)1Coulomb定律真空中任意兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷q和q之間作用力的大小與兩電Fl2荷的電荷量成正比,與兩電荷距離的平方成反比;方向沿q1和q2連線方向,同性電12÷q192R,荷相互排斥,異性電4兀EoR1荷相互吸引。§22Coulomb定律與靜電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)還證明,真空中多個(gè)點(diǎn)電荷構(gòu)成的電荷體系,兩兩間的作用力不受其它電荷存在與否的影響。多個(gè)電荷體系中某個(gè)電荷受到的作用力是其余電荷與該電荷單獨(dú)存在時(shí)作用力之矢量代數(shù)和,滿足線性疊F=∑g:gR4。R加原理§22Coulomb定律與靜電場(chǎng)2電場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)證明,任何電荷在其所在空間激發(fā)出對(duì)置于其中的電荷有力作用的物理量,稱為電場(chǎng)。由靜止電荷激發(fā)的電場(chǎng)稱為靜電場(chǎng)。人們正是通過(guò)對(duì)電磁中電荷受力的特性認(rèn)識(shí)和研究電場(chǎng)的。電荷之間的作用力是通過(guò)電場(chǎng)來(lái)傳遞的。因此電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力可以用于定義電場(chǎng)?！?2Coulomb定律與靜電場(chǎng)空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度定義為置于該點(diǎn)的單位點(diǎn)電荷(又稱試驗(yàn)電荷)受到的作用力:E()=limF0->04根據(jù)上述定義很容易得到真空中靜止點(diǎn)電荷q激發(fā)的電場(chǎng)為EgR4。R§22Coulomb定律與靜電場(chǎng)如果電荷是連續(xù)分布,密度為mr)它在空間任意一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)為P(r1)△VE(r)=∑pGr)△VRmEOr(rR4T8R小體積元中的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)§22Coulomb定律與靜電場(chǎng)3靜電場(chǎng)的性質(zhì)性質(zhì)1靜電場(chǎng)是有散矢量場(chǎng),y()=2(電荷是靜電場(chǎng)的通量源。利用Gauss定理得到∫vE=f)=my稱為靜電場(chǎng)的Gauss定律。靜電場(chǎng)的Gauss定律表明靜電場(chǎng)的力線發(fā)源于正電荷,終止于負(fù)電荷。在沒有電荷的空間中,