积分形式麦克斯韦方程组和位移电流意义.doc

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1、写出积分形式麦克斯韦方程组，并简述位移电流意义1.麦克斯韦方程组的积分形式麦克斯韦方程组是英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦在19世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。它包括四个方程：高斯定律、高斯磁定律、麦克斯韦-安培定律、法拉第感应定律。①②③④积分形式是表述电磁场普遍规律的四个方程，反映了空间某区域的电磁场量(D、E、B、H)和场源(电荷q、电流I)之间的关系，其中：第一个方程描述了电场的性质。在静电场中，由于自然界中存在着独立的电荷，所以电场线有起点和终点，只要闭合面内有净余的正（或负）电荷，穿过闭合面的电通量就不为零。第二个方程描述了磁场的性质。在磁场中，

2、由于自然界中没有单独的磁极存在，N极和S极是不能分离的，磁感线都是无头无尾的闭合线，所以通过任何闭合面的磁通量必等于零。第三个方程描述了变化的磁场激发电场的规律第四个方程描述了变化的电场激发磁场的规律2.位移电流的意义在电磁学里，位移电流（displacementcurrent）定义为电移位对于时间的变率。位移电流的单位与电流的单位相同。如同真实的电流，位移电流也有一个伴随的磁场。但是，位移电流并不是移动的电荷所形成的电流；而是电位移对于时间的偏导数。位移电流是电位移矢量随时间的变化率对曲面的积分，麦克斯韦提出这种变化将产生磁场的假设并称其为“位移电流”，即位移电流假说。但位移电流只表示电场

3、的变化率，与传导电流不同，它不产生热效应、化学效应等。这一假设继电磁感应现象发现之后更加深入地揭示了电现象与磁现象之间的联系。是建立麦克斯韦方程组的一个重要依据，即麦克斯韦-安培方程。利用这个方程，麦克斯韦推导出电磁波方程，得出位移电流对于电磁波的存在是基要的，并将电学、磁学和光学联结成一个统一理论。这创举现在已被物理学术界公认为物理学史的重大里程碑。同时，他也解释了位移电流与传导电流两者的差别，为静电流高斯定理和安培环路定理提供了依据。