作业帮电磁场理论是谁创建的?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/03 07:31:37
电磁场理论是谁创建的?
电磁场理论是谁创建的?
电磁场理论是谁创建的?
麦克斯韦
对称形式
麦克斯韦提出了两个假设：
变化的磁场可产生涡旋电场 变化的电场(位移电流)可产生磁场
一.位移电流
1.矛盾
a.导线中存在非稳恒的传导电流
b.电容器两极板间无传导电流存在
----回路中传导电流不连续
c.任取一环绕导线的闭合曲线L,以L
为边界可以作S1和S2 两个曲面
对S1曲面
对S2曲面
----稳恒磁场安培环路定律不再适用
2.位移电流设极板面积为S,某时刻极板上的自由电荷面密度为 ,则
电位移通量为
----电位移通量随时间的变化率等于导线中的传导电流
麦克斯韦称 为位移电流,即
----位移电流密度 jD
讨论：
a.引入位移电流ID,中断的传导电流I由位移电流ID接替,使电路中的电流保持连续
b.传导电流和位移电流之和称为全电流
c.对任何电路来说,全电流永远是连续的
证：单位时间内流出闭合曲面S的电量等于该闭合曲面内电量的减少
----电荷守恒定律的数学表达式
由高斯定理
即
或 ---- 永远是连续的
二.安培环路定律的普遍形式
----全电流定律
对前述的电容器有
而 ----对同一环路L,的环流是唯一的
讨论：
a.位移电流揭示了电场和磁场之间内在联系,反映了自然现象的对称性
b.法拉弟电磁感应定律表明变化的磁场能产生涡旋电场；位移电流的观点说明变化的电场能产生涡旋磁场
c.电场和磁场的变化永远互相联系着,形成统一的电磁场
说明：
位移电流与传导电流的区别：
a.传导电流表示有电荷作宏观定向运动,位移电流只表示电场的变化
b.传导电流通过导体时要产生焦耳热,位移电流在导体中没有这种热效应
c.ID与 方向上成右手螺旋关系
e.位移电流可存在于一切有电场变化的区域中(如真空、介质、导体)
[例14]半径R=0.1m的两块导体圆板,构成空气平板电容器.充电时,极板间的电场强度以dE/dt=1012Vm-1s-1的变化率增加.求（1）两极板间的位移电流ID;（2）距两极板中心连线为r(r 忽略边缘效应,两极板间的电场可视为均匀分布
两板间位移电流为
根据对称性,以两板中心连线为圆心、
半径为r作闭合回路L,由全电流定律有
当r=R时
三.麦克斯韦方程组
对静电场和稳恒磁场有
静电场的高斯定理
静电场的环路定律
稳恒磁场的高斯定理
稳恒磁场的安培环路定律
空间既有静电场和稳恒磁场,又有变化的电场和变化的磁场
麦克斯韦方程组
麦克斯韦方程组的微分形式
物理意义概括：
方程1：任何闭合曲面的电位移通量只与该闭合曲面内自由电荷有关,同时反映了变化的磁场所产生的电场总是涡旋状的 ----电场的高斯定理
方程2：变化的磁场产生涡旋电场,即变化的磁场总与电场相伴
----法拉弟电磁感应定律
方程3：任何形式产生的磁场都是涡旋场,磁力线都是闭合的
----磁场的高斯定理
方程4：全电流与磁场的关系,揭示了变化电场产生涡旋磁场的规律,即变化的电场总与磁场相伴 ----全电流定律
在各向同性介质中,电磁场量之间有如下的关系
根据麦克斯韦方程组、电磁场量之间关系式、初始条件及电磁场量的边界条件,可以确定任一时刻介质中某一点的电磁场