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1,8.5 麦克斯韦电磁场理论简介,经典电磁理论的奠基人， 气体动理论创始人之一。 提出涡旋电场和位移电流概念， 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。,麦克斯韦（18311879）英国物理学家,2,1865 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, 他的主要贡献是提出了 “涡旋电场”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）。,( 真空中 ),1888 年赫兹实验证实了他的预言, 麦克斯韦 理论奠定了经典电动力学基础, 为无线电技术和现代电子通讯技术发展开辟了广阔前景。,3,问题的提出,对曲面S1,对曲面S2,在非稳恒电流的磁场中, 对同一环路积分选取不同的曲面时，环流的值不同。,在由电容器构成的放电回路中,由安培环路定理,矛盾,4,设电容器的面积为S, 传导电流为,在电容器放电时, 极板上的 面电荷密度 与电位移矢量相等, 并随时间变化。,一、 位移电流,+,-,I,I,A,B,5,比较,麦克斯韦引入位移电流,位移电流密度,位移电流强度,6,回路中的全电流 Is 由传导电流 Ic 和位移电流 Id 构成了电流的连续性。,在非稳恒电流的情况下,安培环路定理可写成,磁场强度的环流等于通过此闭合环路所围曲面的全电流。 全电流安培环路定理。,7,(1) 全电流是连续的；,(2) 位移电流和传导电流一样激发磁场；,(3) 传导电流产生焦耳热, 位移电流不产生焦耳热。,8,例 有一圆形平行平板电容器, R=3.0cm, 现对其充电, 使电路上的传导电流Ic=dQ/dt=2.5A,若略去边缘效应。 求: (1) 两极板间的位移电流; (2) 两极板间离开轴线的距离为r =2.0cm 的点P处的磁感强度。,9,解: 如图作一半径为 r 平行于极板的圆形回路，通过此圆面积的电位移通量为,10,计算得,代入数据计算得,11,二、麦克斯韦电磁场方程组的积分形式 电磁场,在电磁现象过程中, 静电场和稳恒磁场的基本方程：,（1）静电场的高斯定理,（2）磁场的高斯定理,12,（3）静电场的环流定理,（4）安培环路定理,13,1. 电场的高斯定理,2. 磁场的高斯定理,静电场是有源场、感应电场是涡旋场。,传导电流、位移电流产生的磁场都是无源场。,引入有旋电场和位移电流的概念后,麦克斯韦方程的积分形式修改为,14,3. 电场的环路定理, 法拉第电磁感应定律,4. 全电流安培环路定理,静电场是保守场,变化磁场可以激发涡旋电场。,传导电流和变化电场可以激发涡旋磁场。,15,麦克斯韦
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