《電動力學(xué)》(文件)
【正文】 三、介質(zhì)中的電磁性質(zhì) 四、電磁場邊值關(guān)系 引 言 電動力學(xué)是物理學(xué)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)理論課，它研究電磁場的基本屬性、運動規(guī)律以及它與帶電物質(zhì)之間的相互作用。靜電場對任一閉合曲面的通量等于面內(nèi)電荷與真空介電常數(shù)比值 。它反映了電荷分布與電場強(qiáng)度在給定區(qū)域內(nèi)的關(guān)系 ， 不反應(yīng)電場的點與點間的關(guān)系 。它又稱為靜電場高斯定理的微分形式。它描述了靜電場在空間各點發(fā)散和會聚情況。 ⑵ 電磁場的電場線分布沒有渦旋狀結(jié)構(gòu)，靜電場是不閉合的。 靜電場的基本方程 微分形式 00,EE ??? ? ? ? ? ?積分形式 0L E d l???? ?001SVQE d S x d V??? ??? ? ???物理圖像：電荷是電場的源 ，靜電場是有源無旋場 物理意義：反映電荷激發(fā)電場及電場內(nèi)部聯(lián)系的規(guī)律性 一、電磁場實驗規(guī)律 —— 靜磁場 電荷守恒定律 電流強(qiáng)度 和電流密度 I J方向：沿導(dǎo)體內(nèi)一點電荷流動的方向 大?。簡挝粫r間垂直通過單位面積的電量 J?SSI d I J d S? ? ???J??dS兩者關(guān)系 語言描述：封閉系統(tǒng)內(nèi)的總電荷嚴(yán)格保持不變 。 磁場的通量和散度方程 磁場的散度方程 0S B d S???磁場的通量 0B? ? ?（ 1）靜磁場為無源場 （ 2）它不僅適用于靜磁場，也適用于變化磁場。 ？ 二、麥克斯韋方程組 電磁感應(yīng)定律 —— 法拉第定律 1831年法拉第發(fā)現(xiàn)：當(dāng)一個導(dǎo)體回路中電流變化時，在附近的另一個回路中將出現(xiàn)感應(yīng)電流。 靜止場 普遍場 0E ??? ? ?它所反映的是電荷與電場線的定量關(guān)系，在一般情況下，如果電荷隨時間變化，則它所激發(fā)的電場線數(shù)目也將隨之改變。 0BJ?? ? ?0 0 0EBJt? ? ??? ? ? ??? ? 0BJ?? ? ? ? ?對穩(wěn)定的情況兩邊同時取散度 因為 ( B ) 0? ? ? ? 0J??所以 但是，在一般情況下根據(jù)電荷守恒定律可知 J t???? ? 可見微分形式的安培環(huán)路定理與電荷守恒定律是有矛盾，但首先，電荷守恒定律是普遍成立的，則安培環(huán)路定理必須修改。 式中的 和 是 所在處的總的電磁場 E B ?三、介質(zhì)的電磁性質(zhì) 關(guān)于介質(zhì)的概念 介質(zhì)由分子組成，分子內(nèi)部有帶正電的原子核及核外電子。 介質(zhì)內(nèi)的宏觀電磁現(xiàn)象就是這些電荷電流分布和電磁場之間相互作用的結(jié)果。 介質(zhì)的極化 ：介質(zhì)中分子和原子的正負(fù)電荷在外加電場力的作用下發(fā)生小的位移 ， 形成定向排列的電偶極矩；或原子 、 分子固有電偶極矩不規(guī)則的分布 ， 在外場作用下形成規(guī)則排列 。 tPJP ??? rr極化電流密度 根據(jù)連續(xù)性方程 nr)( 12 PPnP rrr ?????（ 3） 在兩種不同均勻介質(zhì)交界面上的一個很薄的層內(nèi) ， 由于兩種物質(zhì)的極化強(qiáng)度不同 ， 存在極化面電荷分布 。 MJmrr ???介質(zhì)的總誘導(dǎo)電流密度 MP JJ rr ?介質(zhì)中的方程構(gòu)成 介質(zhì)存在的時空間 電荷包括自由電荷和極化電荷 tP P? ? ? ?? ? ? ? ? ?
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