麦克斯韦方程组 电磁场的物质性

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1、第三篇第七章第二节麦克斯韦方程组磁场电场静电场感生电场一般电场高斯定理环路定理一、回顾与小结一、回顾与小结二、Maxwell方程组二、Maxwell方程组1、麦克斯韦方程组的积分形式优点：整体上描述一个区域中的场量和场源的关系；稳恒情况不足：不能刻划空间一点场源和场量的局域关系。二、Maxwell方程组二、Maxwell方程组2、麦克斯韦方程组的微分形式利用利用(1)是对电磁场宏观实验规律的全面总结和概括，是经典物理三大支柱之一。3、麦克斯韦方程组的意义二、Maxwell方程组二、Maxwell方程组方程意　义库仑定律电荷激发电场中的纵场成分未发现磁单极实验基础磁场不存在纵场成分电磁感应定

2、律感生电场假设变化的磁场激发涡旋电场安培定律位移电流假设变化的电场激发涡旋电场(2)揭示了电磁场的统一性和相对性二、Maxwell方程组二、Maxwell方程组3、麦克斯韦方程组的意义电磁场是统一的整体；电荷与观察者相对运动状态不同时，电磁场可以表现为不同形态。空间带电体对相对其静止的观察者—静电场对相对其运动的观察者电场磁场点电荷的场强：运动点电荷的磁场3、麦克斯韦方程组的意义(3)预言了电磁波的存在（自由空间）变化的电磁场交替激发电磁波（可脱离电荷、电流在空间传播）如振荡偶极子二、Maxwell方程组二、Maxwell方程组3、麦克斯韦方程组的意义二、Maxwell方程组二、Maxwe

3、ll方程组(4)预言了光的电磁本性真空中电磁波的传播速率(5)是经典物理—近代物理桥梁创新物理概念（涡旋电场、位移电流）严密逻辑体系简洁数学形式正确科学推论(两个预言)麦氏方程不满足伽利略变换→相对论建立4、麦克斯韦方程组的局限性二、Maxwell方程组二、Maxwell方程组(1)是在承认电荷连续分布基础上建立的宏观经典理论，未和物质微观结构联系起来。1895年：汤姆生发现电子。20世纪初：洛仑兹建立电磁现象微观理论→经典电子论→量子电磁理论(2)不完全对称不存在磁单极。思考：如果存在磁单极，麦克斯韦方程如何修正？引入磁荷、磁流由对称性：二、Maxwell方程组二、Maxwell方程组物

4、质存在的两种基本形式:实物和场共性:能量、动量、质量可相互转化:正负电子对湮没1、电磁场的能量电磁场能量密度三、电磁场的物质性三、电磁场的物质性一个区域V中的电磁场总能量：区域Ｖ中电磁场能量的增加率：V中消耗的焦耳热功率V单位时间内流入到V中的电磁场能量定义：——电磁波的能流密度矢量意义：单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的电磁能量三、电磁场的物质性三、电磁场的物质性2、电磁场的质量与动量电磁场的动量密度电磁场的质量密度三、电磁场的物质性三、电磁场的物质性若此动量被物质表面吸收，则单位表面受力(压强)：动量被物质表面反射，则单位表面受力(压强)：真空实验证实：悬丝反射镜结论：电磁波具有

5、能量、质量、动量--电磁波物质。三、电磁场的物质性三、电磁场的物质性特殊性（场物质与实物物质的区别）:(2)场物质在真空中的运动速度永远是光速c=3108m/s.(1)场物质没有静止质量,以波的形式在空间传播,但以粒子的形式与物质相互作用.(3)场物质在空间有叠加性.三、电磁场的物质性三、电磁场的物质性实验定律库仑定律安培定律高斯定理环路定理两个假设揭示电磁场根源涡旋电场位移电流电场：由电荷和时变磁场产生；磁场：由电流和时变电场产生。推广高斯定理环路定理麦克斯韦方程组电磁场波动方程(电磁场以波动形式传播）预言:指出光是电磁波的一种，光在真空中的传播速度为：电磁波，课堂小结课堂小结1、等效

6、代替作用（功能）相同本质相同思想与方法思想与方法2、对称思想时空对称数学对称抽象对称作业7.9;7.11ClassoverClassover