1、一 位移电流 全电流安培环路定理,(以 L 为边界做任意曲面 S ),稳恒磁场中,安培环路定理,矛盾,1 位移电流,麦克斯韦假设 电场中某一点位移电流密度等于该点电位移矢量对时间的变化率。,位移电流密度,位移电流,位移电流密度,通过电场中某一截面的位移电流等于通过该截面电位移通量对时间的变化率。,全电流,1)全电流处处连续;2)位移电流和传导电流一样激发磁场(右螺旋);3)传导电流产生焦耳热,位移电流不产生焦耳热。4)位移电流的本质是变化的电场,可以产生在任意 空间(真空、导体、电介质)中。5)在导体中主要考虑传导电流,在真空和电介质中 主要考虑位移电流。,全电流,2 全电流安培环路定理,例1
2、 有一圆形平行平板电容器, 。现对其充电,使电路上的传导电流 ,若略去边缘效应。求(1)两极板之间的位移电流;(2)两极板间离开轴线的距离为 的点 处的磁感强度。,解 如图作一半径 为 平行于极板的圆形回路,通过此圆面积的电位移通量为,计算得,代入数据计算得,麦克斯韦(1831-1879)英国物理学家。经典电磁理论的奠基人,气体动理论创始人之一。他提出了有旋场和位移电流的概念,建立了经典电磁理论,并预言了以光速传播的电磁波的存在。在气体动理论方面,他还提出了气体分子按速率分布的统计规律。,二 麦克斯韦电磁场方程组(积分形式),1865 年麦克斯韦在总结前人工作的基础上,提出完整的电磁场理论,他
3、的主要贡献是提出了“有旋电场”和“位移电流”两个假设,从而预言了电磁波的存在,并计算出电磁波的速度(即光速)。,1888 年赫兹的实验证实了他的预言,麦克斯韦理论奠定了经典动力学的基础,为无线电技术和现代电子通讯技术发展开辟了广阔前景。,( 真空中 ),麦克斯韦电磁场方程组,磁场高斯定理,安培环路定理,静电场环流定理,静电场高斯定理,三 电磁波,自由电磁波:设真空中无电荷和电流,则在此空间中传播的电磁波成为自由电磁波 .,平面电磁波:波阵面为平面的电磁波 .,1 平面自由电磁波的特性,2 电磁波的能量,辐射能:以电磁波的形式传播出去的能量.,电磁波的能流密度,电磁场能量密度,电磁波的能流密度(坡印廷)矢量,又,电磁波的能流密度(坡印廷)矢量,平面电磁波能流密度平均值,振荡偶极子的平均辐射功率,