电磁场与电磁波课件第二章.ppt

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1、2.1基本电磁物理量1.电荷密度电量：带电体所带电荷的量值，用q或Q表示，单位是库仑（C）NanjingUniversityofInformationScience&Technology在空间的同一位置只能存在一种电荷分布。（体电荷表面处的电荷不是面电荷，也不可能有面电荷；面电荷边缘处的电荷不是线电荷，也不可能有线电荷。）NanjingUniversityofInformationScience&Technology2.电场强度电场对某点单位正电荷的作用力称为该点的电场强度，以表示。式中q为试验电荷的电量，为电荷q受到的作用力

2、。带电平行板几种典型的电场线分布正电荷负电荷NanjingUniversityofInformationScience&Technology3.电极化强度无极分子有极分子导体中的电子通常称为自由电子，它们所携带的电荷称为自由电荷。介质中的电荷是不会自由运动的，这些电荷称为束缚电荷。有极分子无极分子Ea在电场作用下，介质中束缚电荷发生位移，这种现象称为极化。通常，无极分子的极化称为位移极化，有极分子的极化称为取

3、向极化。NanjingUniversityofInformationScience&Technology介质极化以后，介质中出现很多排列方向大致相同的电偶极子。为了衡量这种极化程度，我们定义，单位体积中分子电偶极矩的矢量和称为极化强度，以表示，即式中为体积V中电偶极子的电矩，V应理解为物理无限小的体积。任取闭合曲面S，可以证明，穿过S的通量应等于S所包围的极化电荷之和的负值，即极化电荷：因极化产生的束缚电荷NanjingUniversityofInformationScience&Technology实际上，介质极化现象是

4、逐渐形成的。当外加电场加到介质中以后，介质中出现的电偶极子产生附加电场，而附加电场与外加电场方向相反，从而导致介质中的电场减弱，进而导致介质极化发生改变。附加电场在极化过程中不断发生变化，一直到合成电场产生的极化能够建立一个稳态的附加电场，极化状态达到动态平衡，其过程如下图所示。极化附加场合成场外加场介质一般情况下（总电场=外加电场+极化电荷产生的电场，后两者大体上方向相反，所以合成电场比外加电场小)NanjingUniversityofInformationScience&Technology实验结果表明，大多数介质在电场的

5、作用下发生极化时，其极化强度与介质中的合成电场强度成正比，即式中e称为电极化率，它是一个无量纲的正实数。空间各点电极化率相同的介质称为均匀介质，否则，称为非均匀介质。自由空间（真空中）的介电常数线性各向同性的介质中，与同方向各向异性的介质中（等离子体），与不同方向NanjingUniversityofInformationScience&Technology4.电位移引入新的场矢量，称为电位移，或者电通量密度，单位是库仑每平方米。对于线性和各向同性的电介质r：相对介电常数，不小于1的无量纲常数称为介质的介电常数。Nanj

6、ingUniversityofInformationScience&Technology几种介质的相对介电常数的近似值介质介质空气1.0石英3.3油2.3云母6.0纸1.3~4.0陶瓷5.3~6.5有机玻璃2.6~3.5纯水81石腊2.1树脂3.3聚乙烯2.3聚苯乙烯2.6rrNanjingUniversityofInformationScience&Technology5.电流密度电流强度：单位时间内穿过某一截面的电量，记为i或者I电流强度是一个标量，单位是安培。电流的正方向：正电荷运动的方向。恒定电流：电流强度的大小不

7、随时间变化；时变电流：电流强度的大小随时间而变化。体电流密度：方向——与该点正电荷的运动方向一致大小——穿过垂直于的单位面积的电流体电流密度也称为体电流的面密度。NanjingUniversityofInformationScience&Technology体电流分布面电流分布NanjingUniversityofInformationScience&Technology实验表明：导电煤质中任一点的体电流密度与该点的电场强度成正比此式称为欧姆定律的微分形式。：导电媒质的电导率。面电流的线密度体电流表面处的电流不是面电流，也不可

8、能有面电流；面电流边缘处的电荷不是线电流，也不可能有线电流。线电流总电流NanjingUniversityofInformationScience&Technology6.磁感应强度FBv零线方向洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的力。实验表明：，为待定函数，电荷运动方向与磁场