9.6 位移电流 电磁场理论

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1、麦克斯韦（J.C.Maxwell)简介(1831--1879)一、生平在法拉第发现电磁感应定律那一年，即1831年，麦克斯韦在英国的爱丁堡出生了。他从小聪明好问。父亲是个机械设计师，很赏识自己儿子的才华，常带他去听爱丁堡皇家学会的科学讲座。十岁时送他到爱丁堡中学。在中学阶段，他就显示出了在数学和物理方面的才能，十五岁那年就写了一篇关于卵形线作图法的论文，被刊登在《爱丁堡皇家学会学报》上。1847年，十六岁的麦克斯韦考入爱丁堡大学。1850年又转入剑桥大学。他学习勤奋，成绩优异，经著名数学家霍普金斯和斯托克斯的指点，很快就掌握了当时先进的数学理论。这

2、为他以后的发展打下了良好的基础。1854年在剑桥大学毕业后，曾先后任亚伯丁马里夏尔学院、伦敦皇家学院和剑桥大学物理学教授。他的口才不行，讲课效果较差。二、主要贡献麦克斯韦在电磁学方面的贡献是总结了库仑、高斯、安培、法拉第、诺埃曼、汤姆逊等人的研究成果特别是把法拉第的力线和场的概念用数学方法加以描述、论证、推广和提升，创立了一套完整的电磁场理论。麦克斯韦除了在电磁学方面的贡献外，还是分子运动论的奠基人之一。麦克斯韦（J.C.Maxwell)简介（1）静电场的高斯定理（2）静电场的环路定理1.静电场和恒定磁场的基本规律表明静电场是保守（无旋、有势）场。

3、表明静电场是有源场。静电场和恒定磁场的基本规律表明恒定磁场是非保守（有旋）场。（4）恒定磁场的环路定理（3）恒定磁场的高斯定理表明恒定磁场是无源场。上面四个式子中、、和各量分别表示由静止电荷和恒定电流产生的场，q为高斯面S内自由电荷的代数和，I为穿过闭合回路L的传导电流的代数和。法拉第电磁感应定律涡旋电场的环流和变化磁场的关系式中表示变化磁场所激发的涡旋电场的场强。变化的磁场可以产生涡旋电场，那么，变化的电场能否产生磁场？静电场和恒定磁场的基本规律电流的连续性问题包含有电阻、电感线圈的电路是连续的。RLII(1)位移电流2位移电流全电流电流的连续性

4、问题包含有电阻、电感线圈的电路是连续的。包含有电容的电路是否连续？RLII++++++II电流的连续性问题包含有电阻、电感线圈的电路是连续的。包含有电容的电路是否连续？RLIIHldl.={I对面SSIIS++++++l电流的连续性问题包含有电阻、电感线圈的电路是连续的。包含有电容的电路是否连续？SRLIIS++++++IIHldl.={I0对对面S面Sl电流的连续性问题包含有电阻、电感线圈的电路是连续的。包含有电容的电路是否连续？SRLIIS++++++IIHldl.={I0对对面S面Sl++++++++++IIDq00+q++++++++

5、++SSS12IIDq00+q作一高斯面++++++++++SSS12IIDq00+qq.DdSs=由高斯定理：++++++++++SSS12IIDq00+qsq.DdS.DdSs1==由高斯定理：++++++++++SSS12IIDq00+qsq.DdS.DdSs1==s.DdS2+由高斯定理：++++++++++SSS12IIDq00+qsq.DdS.DdSs1==s.DdS2+由高斯定理：=0q=s.DdS2=Φed=Idtqq=s.DdS2=Φed=Idtddts.DdS2qq=s.DdS2=Φ=eΦddtd==I

6、dtddts.DdS2qq=s.DdS2=Φ=eeΦddt=d==Idtddts.DdS2eetD.dSs2qq=s.DdS2=Φ=eeΦddt=d==Idtddts.DdS2eetD.dSs2qq=s.DdS2=Φ=上式的最左端是传导电流eeΦddt=d==Idtddts.DdS2eetD.dSs2qq=s.DdS2=Φ=上式的最左端是传导电流，显然最右端电通量的时间变化率具有电流的单位，看作为一种电流，那么电路就连续了。eedΦI=ddt=d==Idtddts.DdS2eetD.dSs2qq=s.DdS2=Φ=上式的最左端

7、是传导电流，若把最右端电通量的时间变化率看作为一种电流，那么电路就连续了。麦克斯韦把这种电流称为位移电流。Φddt=eetD.dSseeedΦI==ddt=d==Idtddts.DdS2eetD.dSs2qq=s.DdS2=Φ=上式的最左端是传导电流，若把最右端电通量的时间变化率看作为一种电流，那么电路就连续了。麦克斯韦把这种电流称为位移电流。Φddt=eetD.dSs.dSdeeeJsdΦI==ddt=d==Idtddts.DdS2eetD.dSs2qq=s.DdS2=Φ=上式的最左端是传导电流，若把最右端电通量的时间变化率看作为

8、一种电流，那么电路就连续了。麦克斯韦把这种电流称为位移电流。Φddt=eetD.dSs.dSsddeeDt=eeeJJ