最新14.4-5--麦克斯韦电磁场理论-电磁波解析PPT课件.ppt

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1、14.4-5--麦克斯韦电磁场理论-电磁波解析1865年麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出完整的电磁场理论，他的主要贡献是提出了“有旋电场”和“位移电流”两个假设，从而预言了电磁波的存在，并计算出电磁波的速度（即光速）.1888年赫兹的实验证实了他的预言,麦克斯韦理论奠定了经典动力学的基础，为无线电技术和现代电子通讯技术发展开辟了广阔前景.(真空中)引言：静电场稳恒磁场电电磁电变化磁场感应电场变化电场？麦克斯韦又敏锐提出了：变化电场涡旋磁场产生如何提出？感应磁场在非稳恒情况，往往是传导电流与位移电流同时存在，两者之和的电流总是闭合的。S1S2RIC对S1面：对S2

2、面：而：I=Id3、位移电流（变化电场）产生的磁场。Id在激发磁场方面完全等效于IcId所激发的磁场H(B)与其成右手螺旋关系：4、传导电流与位移电流的比较位移电流Id的实质是变化电场！2.Ic产生焦耳热而Id不产生焦耳热！Ic和Id以共同的形式激发磁场。1.传导电流Ic和电荷的宏观定向运动有关,而共同点——不同点——3.Ic只存在于导体中，而Id可存在于导体、介质和真空中。二.全电流安培环路定理：即：磁场强度H沿任意闭合环路的积分等于穿过此环路的传导电流与位移电流的代数和。三、麦克斯韦方程组的积分形式变化磁场产生电场变化电场产生磁场稳恒情况的电磁场规律将高斯定理也推广

3、到一般：电场：自由电荷的电场变化磁场的电场任意电场磁场传导电流I的磁场位移电流Id的磁场任意电流麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组象一首美丽的诗!☆人们赞美2.各方程的物理意义：1.麦克斯韦方程组：(1)在任何电场中，通过任何闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内自由电荷的代数和。——有源场(2)在任何磁场中，通过任何闭合曲面的磁通量恒等于0。——无源场(3)一般地，电场强度E沿任意闭合环路的积分等于穿过该环路磁通量随时间变化率的负值。——有旋场(4)磁场强度H沿任意闭合环路的积分，等于穿过该环路传导电流和位移电流的代数和。——有旋场(1)(2)(3)(4)麦克斯韦完善了电磁场理论

4、，预言了电磁波的存在，并计算出电磁波在真空的速度为：3×108m/s14.5电磁波一、电磁波的产生1.凡做加速运动的电荷都是电磁波的波源例如：天线中的振荡电流分子或原子中电荷的振动2.对电磁波二、平面简谐电磁波的性质1.2.电磁波是横波的描述（平面简谐波）和传播速度相同、相位相同3.量值上4.波速5.电磁波具有波的共性——在介质分界面处有反射和折射三、电磁波的能量密度真空中折射率能流密度dA波的强度I结论：I正比于E02或H02坡印亭矢量（坡印亭矢量）解决途径：(1)提高回路振荡频率LC回路能否有效地发射电磁波(1)振荡频率太低LC电路的辐射功率(2)电磁场仅局限于电

5、容器和自感线圈内LC回路有两个缺点：(2)实现回路的开放四、振荡电路赫兹实验从LC振荡电路到振荡电偶极子振子发射谐振器接收电磁波的接收感应圈赫兹----德国物理学家赫兹对人类伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在，发现了光电效应。1888年，成了近代科学史上的一座里程碑。开创了无线电电子技术的新纪元。赫兹对人类文明作出了很大贡献，正当人们对他寄以更大期望时，他却于1894年因血中毒逝世，年仅36岁。为了纪念他的功绩，人们用他的名字来命名各种波动频率的单位，简称“赫”。五、电磁波谱将电磁波按波长或频率的顺序排列成谱X射线紫外线红外线微波毫米波短无线电波射线频率(Hz)波长

6、(m)长无线电波可见光电磁波的应用从1888年赫兹用实验证明了电磁波的存在，1895年俄国科学家波波夫发明了第一个无线电报系统。1914年语音通信成为可能。1920年商业无线电广播开始使用。20世纪30年代发明了雷达。40年代雷达和通讯得到飞速发展，自50年代第一颗人造卫星上天，卫星通讯事业得到迅猛发展。如今电磁波已在通讯、遥感、空间控测、军事应用、科学研究等诸多方面得到广泛的应用。光是电磁波光色波长(nm)频率(Hz)中心波长(nm)红760~622660橙622~597610黄597~577570绿577~492540青492~470480兰470~455460紫4

7、55~400430可见光七彩颜色的波长和频率范围课后练习:选择题：14-11,12,13，14,20计算题：14-26,32例2一导线矩形框的平面与磁感强度为的均匀磁场相垂直.在此矩形框上,有一质量为长为的可移动的细导体棒;矩形框还接有一个电阻,其值较之导线的电阻值要大得很多.若开始时,细导体棒以速度沿如图所示的矩形框运动,试求棒的速率随时间变化的函数关系.解如图建立坐标棒所受安培力方向沿轴反向++++++棒中且由方向沿轴反向棒的运动方程为则计算得棒的速率随时间变化的函数关系为++++++关税与非关税壁垒一、关税的含义、特点、作用及种类二