ch02_maxwell_equation.ppt

《ch02_maxwell_equation.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、1第2章Maxwell方程式2綱要2-1力線和場(LineofForceandField)2-2Gauss定律，Faraday定律和Ampère定律2-3Maxwell方程式△2-4介電質、極化和電位移(Dielectrics、Polarization、ElectricDisplacement)△2-5磁化、磁場強度2-6Maxwell方程式在一般物質中的形式2-7邊界條件(BoundaryConditions)2-8電磁功率的守恆2-9Maxwell方程式在時諧問題中的形式3Maxwell方程式經管一切電磁現象的基本規則描述電場和磁場間的關係以力線和場的觀念為基礎4綱要

2、2-1力線和場(LineofForceandField)2-2Gauss定律，Faraday定律和Ampère定律2-3Maxwell方程式△2-4介電質、極化和電位移(Dielectrics、Polarization、ElectricDisplacement)△2-5磁化、磁場強度2-6Maxwell方程式在一般物質中的形式2-7邊界條件(BoundaryConditions)2-8電磁功率的守恆2-9Maxwell方程式在時諧問題中的形式5超距力觀念電力、磁力曾被視為超距力超距力可以穿越空間的距離，立刻產生作用在靜電學和靜磁學中可接受電流如果發生變化，它對外界帶電體或

3、磁針的影響，必然不是立即的否則訊號傳遞的速率變成無窮大因此超距力觀念不適用被Faraday的力線和場概念取代6磁力線與靜磁場概念條形磁鐵四週灑鐵屑磁力線鐵屑形成的線任一點鐵屑所受磁力一定沿線的切線方向愈密的地方，對鐵屑的吸力愈強靜磁場磁力線分佈的空間函數代表磁鐵在各處對鐵屑的吸引力條形磁鐵的磁力線分佈7電力線與靜電場概念電力線以單位正電荷(檢驗電荷)，放入帶電體附近量出測試電荷在各處受力的方向，可以畫出一條一條的電力線電力線的分佈代表測試電荷在各處所受的靜電力是空間的函數，可以稱為靜電場8電力線與電場的波動假設帶電體的電荷分佈發生變化電力線的分佈(電場)會隨之改變這種改變

4、不如超距力想法所預測那樣立刻影響空間各點反而以一種波動的形式把電荷改變發生的影響，依次送到各處去就像傳輸線把波源的變化以波動形式傳播出去一樣經Hertz的實驗證實9流線與電力線、磁力線流線追蹤流體粒子的流動狀況所得的軌跡電力線、磁力線非常像流體力學中的流線可以想像上面也有類似流體粒子在流(實際沒有)這種想像可幫助我們寫下Maxwell方程式Maxwell方程式電磁學的基本假設需要相當多的向量分析知識[附錄B]10綱要2-1力線和場(LineofForceandField)2-2Gauss定律，Faraday定律和Ampère定律2-3Maxwell方程式△2-4介電質、極

5、化和電位移(Dielectrics、Polarization、ElectricDisplacement)△2-5磁化、磁場強度2-6Maxwell方程式在一般物質中的形式2-7邊界條件(BoundaryConditions)2-8電磁功率的守恆2-9Maxwell方程式在時諧問題中的形式11電通量(ElectricalFlux)假想在電力線上有某種東西在流動每條線上的這種東西都一樣多設想這種假想物由正電荷流出，流入負電荷空間中做一個假想的封閉曲面SS流出的假想物總量稱為流出S的電通量12電荷與電通量假設電力線密度和電力大小有關所帶的電荷愈多，電力愈強，電力線愈密假設由帶電

6、體流出的假想物之量與帶電量成正比封閉曲面S外的電荷所造成的電力線在S上一出一入，對電通量沒有貢獻流出任意封閉曲面S的電通量和所包住的電荷量成正比13電場強度與電通量密度電場強度(ElectricFieldStrength)簡稱電場(ElectricField)單位正電荷(檢驗電荷)所受的電力與對應位置的電力線密度有關，假設成正比電通量密度(ElectricFluxDensity)與電力線密度成正比假設為通過假想曲面S的電通量，依通量(Flux)定義，有14Gauss定律採MKS制單位電荷：庫倫(Coulomb)：電力線根數(設每線上流動之假想物均為1單位)真空介電常數(P

7、ermitivity)≒8.854≒(F/m)由實驗決定F/m為電容MKS單位(Farad除以公尺)15磁通量的Gauss定律仿照電通量的做法假設磁通量的通量密度為目前尚無人發現有磁單極存在磁極必成對出現而使任意封閉面曲面S內產生的磁通量相消16Faraday定律實驗顯示斷點處產生的電壓等於通過S之磁通量的減少速率是單位正電荷繞一圈時電場所做的功曲面S及其邊界Faraday定律17Ampère定律Ampère整理Orsted的實驗結果，推論電流可以產生磁場並且構思一種數學的表示法來記述他的結論以今天的向量符號表示，即I代表穿過