這是電磁場理論ppt，包括了電磁現(xiàn)象的實(shí)驗定律，真空中的Maxwell方程組，介質(zhì)的極化和磁化現(xiàn)象，介質(zhì)中的Maxwell方程組，宏觀電磁場的邊界條件等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

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◆ 電場對電荷有作用力是電場的基本性質(zhì)之 　一，現(xiàn)代物理學(xué)證明電荷之間的作用力是 　 通過電場來傳遞的。 ◆ 空間不同點(diǎn)處電場的大小和方向是變化 的，引入電場強(qiáng)度概念描述空間電場的 大小和方向。因此電場對電荷的作用力 可以用于定義電場的強(qiáng)度。 空間某點(diǎn)電場強(qiáng)度定義為置于該點(diǎn)的單位 點(diǎn)電荷（稱試驗電荷）受到的作用力： 真空中靜止點(diǎn)電荷 q 激發(fā)的電場為： 如果電荷是連續(xù)分布，密度為 。 它在空間任意一點(diǎn)產(chǎn)生的電場為： 性質(zhì)1 靜電場是有散矢量場，電荷是靜電場的 　　　 通量源。對電場直接求散度: 利用Gauss定理得到： 稱為靜電場的Gauss定律。 電流元之間的作用力是通過磁場來傳遞的�？臻g 不同點(diǎn)處磁場的大小和方向是變化的，引入磁場 強(qiáng)度概念描述空間電場的大小和方向。 性質(zhì)1 恒定電流的磁感應(yīng)強(qiáng)是無散矢量場，即： 磁感應(yīng)強(qiáng)力線是閉合的，沒有起點(diǎn)也沒有終點(diǎn) 性質(zhì)2 恒定電流激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是有旋 場，電流是磁感應(yīng)強(qiáng)度的渦旋源，即： 電場對帶電粒子的作用力為 磁場對電流的作用力實(shí)際上是磁場對運(yùn)動帶電粒子 的作用力，即 因此，電磁場對帶電粒子的作用力為（Lorent力） 電場對運(yùn)動帶電粒子的作用力不受 粒子運(yùn)動與否的影響，作用力既可 改變粒子速度（大小和方向。這說 明電場對帶電粒子做功。磁場對運(yùn) 動帶電粒子的作用力與粒子運(yùn)動的 方向垂直，說明磁場對帶電粒子不 做功，只改變粒子運(yùn)動方向，不改 變粒子運(yùn)動速度的大小。 §2.4 真空中Maxwell方程組 Faraday電磁感應(yīng)定律 Faraday 從1820年開始探索磁場 產(chǎn)生電場的可能性，1831年實(shí)驗 發(fā)現(xiàn)，當(dāng)穿過閉合線圈的磁通量 發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)線中有感應(yīng) 電流產(chǎn)生，感應(yīng)電流方向總是以 激發(fā)磁通量對抗原磁通量的改變 進(jìn)一步的實(shí)驗還證明: 只要閉合曲線內(nèi)磁通 量發(fā)生變化，感應(yīng)的電場不僅存在于導(dǎo)體回 路上，同樣存在于非導(dǎo)體回路上，并滿足： Faraday電磁感應(yīng)實(shí)驗定律表明： 變化的磁場可以產(chǎn)生感應(yīng)電場，該電場與靜 電場都對電荷有力的作用，所不同的是感應(yīng) 電場沿閉合回路的積分不為零，具有渦旋場 的性質(zhì)，變化的磁場是其旋渦源。 （變化）磁場 電場 問題一：將Biot－Savart定律用到如圖所表示的環(huán) 路，同樣以L為邊界的兩個不同曲面S1和 S2，其旋渦源的通量有兩個不同的結(jié)果 Maxwell 認(rèn)為：電流由兩個部分組成，一部分為傳導(dǎo) 電流，另一部分他稱之為位移電流 ，即總電流密度： 為了獲得位移電流表達(dá)式，Maxwell認(rèn)為靜電場 的Gauss定律和電荷守恒定律是實(shí)驗的總結(jié)，應(yīng) 予以保留。利用這兩個定律，他對電流的形式 進(jìn)行了如下的推廣： Maxwell推廣位移電流基于如下考慮： 電磁感應(yīng)實(shí)驗表明變化的磁場能夠激發(fā)電場， 變化的電場激發(fā)磁場是電磁現(xiàn)象的合理假設(shè)。 以最簡單形式解決了靜態(tài)電磁場存在的矛盾， 保證了電荷守恒定律和Gauss定律的成立。 電場Gauss定理： Maxwell認(rèn)為靜電場Gauss定理 可直接推廣到一般情形，即： 磁場Gauss定理： Maxwell認(rèn)為恒定電流磁場的 Gauss定理可以直接推廣到一般情形，即： Faraday電磁感應(yīng)定律：Maxwell認(rèn)為Faraday電磁感 應(yīng)定律直接推廣到一般情況，即： 廣義Biot-Savart 定律： Maxwell引入位移電流，修正 了恒定電流情況下的 Biot-Savart定律，得到： Maxwell方程組表明：變化的磁場激發(fā)旋渦電場； 變化的電場同樣可以激發(fā)渦旋磁場。電場與磁場 之間的相互激發(fā)可以脫離電荷和電流而發(fā)生。電 場與磁場的相互聯(lián)系，相互激發(fā)，時間上周而復(fù) 始，空間上交鏈重復(fù)，這一過程預(yù)示著波動是電 磁場的基本運(yùn)動形態(tài)。他的這一預(yù)言在Maxwell去 世后（1879年）不到10年的時間內(nèi)，由德國科學(xué) 家Hertz通過實(shí)驗證實(shí)。 電磁波產(chǎn)生電路示意圖 1. 介質(zhì)的基本概念 介質(zhì)是物質(zhì)的一種統(tǒng)稱，由原子或原子團(tuán)、分子 或分子團(tuán)組成。 介質(zhì)內(nèi)部大量帶電粒子的不規(guī)則的運(yùn)動，在微觀尺 度上產(chǎn)生隨機(jī)變化的電磁場，宏觀上相互抵消，沒 有外部影響和作用的介質(zhì)呈中性。 當(dāng)介質(zhì)在外部宏觀電磁場作用之下，介質(zhì)中帶電 粒子產(chǎn)生宏觀的規(guī)則運(yùn)動或排列，形成宏觀上的 電荷堆集或定向運(yùn)動，主要表現(xiàn)出三種形態(tài)： ①介質(zhì)的極化(Polarization) 介質(zhì)中分子和原子的正負(fù)電荷在外加電場力的作 用下發(fā)生小的位移，形成定向排列的電偶極矩； 或原子、分子固有電偶極矩不規(guī)則的分布，在外 場作用下形成規(guī)則排列 ②介質(zhì)的磁化 (Magnetization) 介質(zhì)中分子或原子內(nèi)的電子運(yùn)動形成分子電流，微 觀上形成不規(guī)則分布的磁偶極矩。在外磁場力作用 下，磁偶極矩定向排列，形成宏觀上的磁偶極矩 ③ 傳導(dǎo)電流(Conduction current) 介質(zhì)中可自由移動的帶電粒子，在外場力作用 下，導(dǎo)致帶電粒子的定向運(yùn)動，形成電流 2. 極化強(qiáng)度概念 極化強(qiáng)度矢量P，定義 為單位體積中分子或原 子團(tuán)的電偶極矩的疊加 極化強(qiáng)度的特點(diǎn)： ① 極化強(qiáng)度P 是外加電場強(qiáng)度的函數(shù) ② 極化強(qiáng)度P 可以是空間的函數(shù) ③ 極化強(qiáng)度P 還可能是時間的函數(shù) 一般情況下，P 是電磁場強(qiáng)度、時間和空間 的復(fù)雜函數(shù)。對于線性均勻介質(zhì)，P 僅與外 加電場強(qiáng)度成正比。 極化使得分子或原子的正負(fù)電荷發(fā)生位移，體積 元內(nèi)一部分電荷因極化而遷移到外部，同時外部 也有電荷遷移到體積元內(nèi)部。因此體積元內(nèi)部有 可能出現(xiàn)凈余的電荷，稱為束縛電荷。 （2）不均勻介質(zhì)或由多種不同結(jié)構(gòu)物質(zhì)混合 而成的介質(zhì)，可出現(xiàn)極化電荷。 當(dāng)外加電磁場隨時間變化，極化強(qiáng)度矢量P 和束縛電 荷也隨時間變化，并在一定的范圍內(nèi)發(fā)生運(yùn)動（其物 理實(shí)質(zhì)是正負(fù)電荷位移的距離量隨時間變化），從而 形成極化電流，它們同樣滿足電荷守恒定律。應(yīng)用電 荷守恒定律，得到極化電流的表達(dá)式為： 介質(zhì)的極化過程包括外加電場的作用使介 質(zhì)極化，產(chǎn)生束縛電荷；極化電荷反過來 激發(fā)電場，兩者相互制約，達(dá)到平衡。介 質(zhì)中的電場既有外加電場的貢獻(xiàn)，同時也 有束縛電荷產(chǎn)生的附加電場。 介質(zhì)中的電場的最終求解必須知道電場 E 和電 位移矢量 D 之間的關(guān)系（物質(zhì)本構(gòu)關(guān)系）。這 種關(guān)系有兩種途徑可以獲得： 1) 直接測量出 P 和 E 之間的關(guān)系 2) 用理論方法計算 P 和 E 之間的關(guān)系 為了描述介質(zhì)在外 加磁場作用下磁化 程度，引入磁化強(qiáng) 度M，定義為單位 體積中的磁偶極矩 的矢量和： 與外加磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量 B 垂直的橫截面上，存在數(shù) 量巨大的分子電流環(huán)。 在兩介質(zhì)交界面的薄的層內(nèi)，存在面磁化電流分布 7. 介質(zhì)中的 Biot-Savart定律 、磁場強(qiáng)度 磁化和極化電流同樣也激發(fā)磁感應(yīng)強(qiáng)度，介質(zhì) 中的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是所有電流源激勵的結(jié)果： 存在可移動帶電粒子的介質(zhì)稱為導(dǎo)電介質(zhì)。在外 場作用下，導(dǎo)電介質(zhì)中原子核或晶格在空間形成 固定點(diǎn)陣，核外自由電子除無規(guī)則運(yùn)動外，外場 作用力將使電子產(chǎn)生定向運(yùn)動，形成傳導(dǎo)電流。 運(yùn)動的電子經(jīng)常與原子核或晶格點(diǎn)陣發(fā)生碰撞。碰 撞過程使電子改變運(yùn)動方向，并將部分能量轉(zhuǎn)嫁給 原子核或晶格，轉(zhuǎn)變?yōu)闊嵝��?yīng)，使外場作用下的電 子定向運(yùn)動速度與外加電場強(qiáng)度成正比，即ohm 定 律，其表達(dá)式為： 給定電荷和電流分布，真空中 Maxwell方程是完備 的。介質(zhì)中的Maxwell方程組是不完備的。必須附加 其它條件才能對方程求解。 介質(zhì)中電場和電位移矢量、磁場和磁感應(yīng)強(qiáng)度不是 完全獨(dú)立。通過介質(zhì)的電磁特性建立起聯(lián)系。聯(lián)系 電磁場量與介質(zhì)間關(guān)系的方程為介質(zhì)的本構(gòu)方程。 根據(jù)介質(zhì)的特性，有多種不同的分類方法，如： 均勻和非均勻介質(zhì) 線性和非線性介質(zhì) 確定性和隨機(jī)介質(zhì) 時變和時不變介質(zhì) 各向同性和各向異性介質(zhì) 最簡單的線性均勻各向同性介質(zhì)，分二種情況： 線性均勻各向同性時不變介質(zhì) 線性均勻各向同性時變介質(zhì)（色散介質(zhì)） 把積分Maxwell方程組應(yīng)用到圖所表示的兩媒質(zhì)交 界面的扁平圓盤。根據(jù)Gauss定理，讓h→0，場在 扁平圓盤壁上的通量為零，得到： 在介質(zhì)分界面兩側(cè)，選取如圖所示的積環(huán)路，應(yīng)用 電磁感應(yīng)定律、推廣的Biot-Savart定律積分公式NA3紅軟基地

工程電磁場王澤忠ppt：這是工程電磁場王澤忠ppt，包括了矢量分析與場論基礎(chǔ)，靜電場的基本原理，恒定電場的基本原理，二種媒質(zhì)分界面恒定磁場的鏡像法問題等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。