【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 程 0 0 0EBJt? ? ? ?? ? ? ??（ 1） 為總磁感應(yīng)強(qiáng)度 B?（ 2）若 ， 仍為有旋場(chǎng) ? ? 0Jt ? B?（ 3）可認(rèn)為磁場(chǎng)的一部分直接由變化電場(chǎng)激發(fā) 旋度 方程 0B?? ＝散度 方程 與變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的感生電場(chǎng)比較 BEt?? ? ? ??后人發(fā)現(xiàn)由 可直接導(dǎo)出上述結(jié)果 五、真空中的電磁場(chǎng)基本方程 ——麥克斯韋方程組 ??? ?? ???????????????SSL SL SSdBQSdESdEdtdIldBSdtBldE00000????????????????00000??????????????????BEtEJBtBE????????????對(duì)方程組的分析與討論 （ 1） 真空中電磁場(chǎng)的基本方程 揭示了電磁場(chǎng)內(nèi)部的矛盾和運(yùn)動(dòng) ， 即電荷激發(fā)電場(chǎng) ， 時(shí)變電磁場(chǎng)相互激發(fā) 。 微分形式反映點(diǎn)與點(diǎn)之間場(chǎng)的聯(lián)系 ，積分方程反映場(chǎng)的局域特性 。 （ 2）線性偏微分方程， 滿足疊加原理 ,EB它們有 6個(gè)未知變量 （ ） 、 8個(gè)標(biāo)量方程 ， 因此有兩個(gè)不獨(dú)立 。 一般認(rèn)為后兩個(gè)方程為附加條件 ，它可由前兩個(gè)方程導(dǎo)出 。 , , , ,x y z x y zE E E B B B? ? 00EB? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?000B J Et? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?00EEtt??????? ? ? ? ? ? ?具體求解方程還要考慮空間中的介質(zhì)，導(dǎo)體以及各種邊界上的條件。 （ 3）預(yù)測(cè)空間電磁場(chǎng)以電磁波的形式傳播 0000BEtEBtEB??? ?? ? ? ????? ?? ? ????? ? ? ??? ? ??在電荷、電流為零的空間（稱為自由空間） ? ? ? ? 2E E E? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? 22 00 2EE E Btt ????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2200 2 0EEt?? ?? ? ??001C???22221 0EECt?? ? ??電磁波 （ 4） 方程通過(guò)電磁感應(yīng)定律加位移電流假設(shè)導(dǎo)出，它們的正確性是由方程與實(shí)際情況相比較驗(yàn)證的。 電場(chǎng)與磁場(chǎng)之間的相互激發(fā)可以脫離電荷和電流而發(fā)生 。 電場(chǎng)與磁場(chǎng)的相互聯(lián)系 ， 相互激發(fā) ，時(shí)間上周而復(fù)始 ， 空間上交鏈重復(fù) ， 這一過(guò)程預(yù)示著波動(dòng)是電磁場(chǎng)的基本運(yùn)動(dòng)形態(tài) 。 他的這一預(yù)言在 Maxwell去世后 （ 1879年 ） 不到10年的時(shí)間內(nèi) ， 由德國(guó)科學(xué)家 Hertz通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí) 。從而證明了 Maxwell的假設(shè)和推廣的正確性 。 六、洛倫茲力公式 EQF ?? ? f E J B?? ? ?洛倫茲假設(shè)變化電磁場(chǎng)上述公式仍然成立，近代物理實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該式的正確。 BvqEqF ???? ???.,激發(fā)的電磁場(chǎng)和中包括和電流對(duì)于連續(xù)分布電荷JfJ ff?????., 激發(fā)的場(chǎng)不包含中的對(duì)于點(diǎn)電荷情況 qBEF ???對(duì)于運(yùn)動(dòng)點(diǎn)電荷 dVBJFd ??? ??力密度 167。 4 介質(zhì)的電磁性質(zhì) 本節(jié)學(xué)習(xí)向?qū)?： 介質(zhì)的極化與磁化 介質(zhì)中的麥克斯韋方程 介質(zhì)的電磁性質(zhì) 第一章第四節(jié) 介質(zhì)的電磁性質(zhì) 一 、 介質(zhì)的極化和磁化 介質(zhì)： 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，內(nèi)部存在不規(guī)則而迅變的微觀電磁場(chǎng)。 宏觀物理量： 因我們僅討論宏觀電磁場(chǎng)，用介質(zhì)內(nèi)大量分子的小體元內(nèi)的平均值表示的物理量稱為宏觀物理量（小體元在宏觀上無(wú)限小，在微觀上無(wú)限大）。在沒(méi)有外力場(chǎng)時(shí)，介質(zhì)內(nèi)宏觀電荷、電流分布不出現(xiàn)，宏觀場(chǎng)為零。 分子分類 (1)有極分子：無(wú)外場(chǎng)時(shí) ， 正負(fù)電中心不重合 ， 有分子電偶極矩 。 但因取向無(wú)矩 ， 不表現(xiàn)宏觀電矩 。 (2)無(wú)極分子：無(wú)外場(chǎng)時(shí) ， 正負(fù)電中心重合 ， 無(wú)分子電偶極矩 ， 也無(wú)宏觀電矩 。 (3)分子電流：介質(zhì)分子內(nèi)部電子運(yùn)動(dòng)可以認(rèn)為構(gòu)成微觀電流。無(wú)外場(chǎng)時(shí)，分子電流取向無(wú)規(guī)則，不出現(xiàn)宏觀電流分布。 介質(zhì)的極化和磁化 極化使介質(zhì)內(nèi)部或表面上出現(xiàn)的電荷稱為束縛電荷。 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(chǎng)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(chǎng)作用下形成規(guī)則排列 。 介質(zhì)的磁化：介質(zhì)中分子或原子內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng)形成分子電流 ， 微觀上形成不規(guī)則分布的磁偶極矩 。 在外磁場(chǎng)力作用下 ， 磁偶極矩定向排列 ， 形成宏觀上的磁偶極矩 。 傳導(dǎo)電流：介質(zhì)中可自由移動(dòng)的帶電粒子 ， 在外場(chǎng)力作用下 ， 導(dǎo)致帶電粒子的定向運(yùn)動(dòng) ， 形成電流 。 二、介質(zhì)存在時(shí)電場(chǎng)的散度和旋度方程 極化強(qiáng)度 VpP iV ?? ?????lim0極化電荷密度 PP ???????? ??? SV P SdPdV ???介質(zhì)1 pi = p P = n p 由于極化，分子或原子的正負(fù)電荷發(fā)生位移，體積元內(nèi)一部分電荷因極化而遷移到的外部，同時(shí)外部也有電荷遷移到體積元內(nèi)部。因此體積元內(nèi)部有可能出現(xiàn)凈余的電荷（又稱為束縛電荷）。 SSdPSdpnSdlnq ?????? ?????（ 3） 在兩種不同均勻介質(zhì)交界面上的一個(gè)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 。 （ 1） 線性均勻介質(zhì)中 ， 極化遷出的電荷與遷入的電荷相等 ， 不出現(xiàn)極化電荷分布 。 （ 2） 不均勻介質(zhì)或由多種不同結(jié)構(gòu)物質(zhì)混合而成的介質(zhì) ， 可出現(xiàn)極化電荷 。 )( 12 PPnP????????n? 電位移矢量的引入 存在束縛電荷的情況下 ， 總電場(chǎng)包含了束縛電荷產(chǎn)生的場(chǎng) ， 一般情況自由電荷密度可知 ， 但束縛電荷難以得到 (即使實(shí)驗(yàn)得到極化強(qiáng)度 ,它的散度也不易求得 )為計(jì)算方便 ， 要在場(chǎng)方程中消掉束縛電荷密度分布 。 PP ??????fPE ?? ???? )( 0??它僅起輔助作用并不代表場(chǎng)量 。 它在具體應(yīng)用中與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可由實(shí)驗(yàn)或計(jì)算來(lái)確定 。 0??? PfE?????電場(chǎng)的散度、旋度方程 PED ??? ?? 0? D ?? ? ? tBE????????三、介質(zhì)存在時(shí)磁場(chǎng)的散度和旋度方程 磁化強(qiáng)度 VmM iV ?? ?????lim0ldMldaniSdJI L LS mm ?????? ?????? ? ??磁化電流密度（矢量） mi=m M=n m 當(dāng)介質(zhì)被磁化后 ， 由于分子電流的不均勻會(huì)出現(xiàn)宏觀電流 ， 稱為磁化電流 。 MJ m ?? ???極化電流密度 )( 12 MMnm ???? ????在介質(zhì)交界面上的一個(gè)薄的層內(nèi) ， 存在磁化面電流分布 誘導(dǎo)電流 MP JJ?? ?0)( ???????? MJ m ??0?????? tJ pP ??tPJP ?????磁場(chǎng)強(qiáng)度 實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)變化率 介質(zhì)中的磁場(chǎng)由 共同決定