經(jīng)典電磁學ppt課件-資料下載頁
2025-01-18 16:43本頁面
【正文】 、達爾文的 《 物種起源 》 和賴爾的 《 地質(zhì)學原理 》 相媲美的里程碑式的著作。： “以太渦旋 ”模型和 “位移電流 ”： 二 .麥克斯韋電磁場理論 1855年發(fā)表 《 論法拉第力線 》 ， 把法拉第的力線抽象為數(shù)學描述 。文中：麥克斯韋 用類比的方法 ，把力線看作不可壓縮的流體的流線。如把正、負電荷比作流體的源和匯，電力線比作流管，電場強度比作流速等，引入了諾埃曼的矢勢函數(shù) A，用于表示導(dǎo)體中引起的電動勢。并指出， “電緊張態(tài) ”是場的一種運動性質(zhì)，是一個物理真實。 在論文末尾，麥克斯韋總結(jié)了六條定律，為以后建立電磁場理論奠定了基礎(chǔ)。從而將法拉第的觀念和直觀的力線抽象為數(shù)學。 “以太渦旋 ”模型和 “位移電流 ” 1862年， 麥可斯韋發(fā)表了第二篇電磁學論文 《 論物理力線》 。提出了 “電磁以太模型 ”，把電學量和磁學量之間的關(guān)系，形象的表現(xiàn)出來。電磁以太模型：如右圖， 充滿空間的媒質(zhì)分子在磁作用下具有旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)， 它們以磁力線為軸形成渦旋管， 渦旋管轉(zhuǎn)動的角速度正比于磁場強度 H，渦旋媒質(zhì)的密度正比于媒質(zhì)磁導(dǎo)率 μ。 由于相互緊密連接的渦旋管的表面是沿相反方向運動的，為了互不妨礙對方的運動，麥克斯韋設(shè)想在相臨渦旋管之間充滿著一層 起滾珠軸承作用的微小粒子 。它們是些遠比渦旋的線度小、質(zhì)量可以忽略的帶電粒子 。粒子和渦旋的作用是切向的。粒子可以滾動，但沒有滑動。 對于靜電場中的情況：麥克斯韋把渦旋模型又進一步推廣到靜電場。無外磁場時，由于 H=0，渦旋管靜止。但 當處于靜電場中時 ，粒子層將受到電力 E的作用而發(fā)生位移 D，并給渦旋管以切向力使之發(fā)生形變。當兩力平衡時，粒子和渦旋管保持相對靜止狀態(tài)。這時電場能在媒質(zhì)中轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥詣菽?。這時并無磁感應(yīng)產(chǎn)生。對于變化電場的情況： 當電場發(fā)生變化的時候，介質(zhì)中粒子的總位移 D也跟著發(fā)生變化，從而形成正負方向上的電流。麥克斯韋 稱之為 “位移電流 ”, 并表示為 i∝ ?E/?t 。3. 麥克斯韋電磁方程組： 1873年，麥克斯韋出版 《 電磁學通論 》 ，創(chuàng)造性的建立了電磁場理論的完整體系。把以前的電磁場理論都綜合在一組方程式中，得到了電磁場的數(shù)學方程 麥克斯韋電磁方程組。以簡潔的數(shù)學結(jié)構(gòu)，揭示了電場和磁場內(nèi)在的完美對稱。最初，在 《 電磁學通論 》 書中，麥克斯韋共列出了 20個分量方程，如果采用矢量方程，則僅有 8個 。后來簡化成 四個 。 1890年前后，德國物理學家 赫茲 和英國物理學家亥維賽 ，又兩次簡化麥克斯韋方程組，才得到我們現(xiàn)在通用的微分形式。1電場中的高斯定理2法拉第電磁感應(yīng)定律3磁場中的高斯定理4安培環(huán)路定律麥克斯韋方程組： 麥克斯韋方程組的一個重要結(jié)果，就是預(yù)言了電磁波的存在。麥克斯韋通過計算， 從方程組中導(dǎo)出了自由空間中電場強度 E和磁感應(yīng)強度 B的 波動方程 為： 式中 V是波在介質(zhì)中的傳播速度。 式中 ε是介電常數(shù)， μ為磁導(dǎo)率。 它表示：電或磁的擾動，將在以太媒質(zhì)里以速度 V傳播著。并且推出了電磁波的傳播速度為：： 1856年 韋伯 測定上述速度值為： V= /秒 ,麥克斯韋發(fā)現(xiàn)這個值與 1849年 斐索 測得的光速 萬公里 /秒十分接近。他認為這不是巧合，而是由于光的本質(zhì)與電磁波相同，從而提出了光的電磁理論。它表明 “光本身乃是以波的形式在電磁場中按電磁規(guī)律傳播的一種電磁振動 ” 。 從而將光、電、磁理論統(tǒng)一起來。完成了物理學發(fā)展史上的第二次理論大綜合。麥 克 斯 韋 電 磁 場 理 論 的 建 立四 .意義，完成了物理學理論的第二次大綜合，進一步說明了科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力。
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