時變電磁場和電磁波_第1頁
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時變電磁場和電磁波第1頁，共12頁，2023年，2月20日，星期五第九章電磁場和電磁波§1.位移電流與麥克斯韋方程組§2.平面電磁波§3.電磁場的能量密度和能流密度第2頁，共12頁，2023年，2月20日，星期五§1.位移電流與麥克斯韋方程組一.引言二.位移電流三.電磁場四.麥克斯韋方程組第3頁，共12頁，2023年，2月20日，星期五一.引言變化磁場產(chǎn)生渦旋電場變化電場產(chǎn)生渦旋磁場電場：磁場：Maxwell假設(shè)：變化D

位移電流渦旋磁場1865年預(yù)言電磁波的存在，并算出波速=光速進(jìn)而提出光是電磁波1888年赫茲首次實驗證實了電磁波的存在？第4頁，共12頁，2023年，2月20日，星期五二.位移電流

S：以L

為邊界的任何曲面穩(wěn)恒電流I有電容I=0變化電流iIS1S2L~i矛盾！兩極板電荷

q，兩側(cè)電流相同i兩極板之間無電流，但有變化的D，等效于i通過ii第5頁，共12頁，2023年，2月20日，星期五位移電流 則j全=j

d+j

全電流=位移電流+傳導(dǎo)電流定義： 說明j全

閉合（但

j并不閉合）

j

d

與

j在激發(fā)磁場上是等效的但j

d

沒有電荷的運動，沒有焦耳熱只是電場隨時間的變化

第6頁，共12頁，2023年，2月20日，星期五三.電磁場變化磁場產(chǎn)生渦旋電場變化電場產(chǎn)生渦旋磁場HE第7頁，共12頁，2023年，2月20日，星期五四.麥克斯韋方程組從穩(wěn)恒場推廣到變化場——四個方程加上三個特性方程（介質(zhì)性能）——完備

D=0rEB=0rHj=E第8頁，共12頁，2023年，2月20日，星期五§2.平面電磁波真空中傳播（q=0，

j=0，=0，=0

）方程：方程的解——平面電磁波3條性質(zhì)：

E

k，H

k，E

H，E

H||k（

k

傳播方向）EHk

E

和H

同位相，同頻率振幅比：傳播速度：第9頁，共12頁，2023年，2月20日，星期五平面電磁波如：E=Emsin(t-

z/v)i

B=Bmsin(t-

z/v)j

沿

z軸傳播xyzEBk第10頁，共12頁，2023年，2月20日，星期五§3.電磁場的能量密度和能流密度能量密度：能流密度：S=EH

（又稱坡印廷矢量）單位時間通過單位面積的能量能量隨波傳播（沿

k

方向）第11頁，共12頁，2023年，2月20日，星期五電磁場的能量密度和能流密度例：長直圓柱電流：

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