经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§54 854电磁波在导电介质中的传播 在绝缘介质的无源区,j=0,p=0,可考虑〃r=0,Jr=0情况下电磁波传播 在导电介质(如金属)中,存在自由电子,在电场作用下形成电流:jf=0E E≠0=>j≠0电荷流动是否引起电荷累积:pr20须重新考虑 导体内的自由电荷分布 设某种原因使导体内/≠0,那么导体内必然会有电场E满足:V·E=Pf 利用欧姆定律:j=0E=>V·jf=aV·E=pf 上式表明如果导体某点有电荷堆积,则该点会有电流流出(以减小电荷堆积) 由电荷守恒:V·jf+ at E' =pf Poe (oc/et p为t=0时刻的电荷分布。 故:导体内任何电荷分布都将以特征时间r=c/σc趋于0。 如果有电荷,这些电荷将流到导体表面。 复旦大学物理系 林志方徐建军1
Let there be light ²;>ÄåÆØ 1ÊÙµ>^ÅD § 5.4 § 5.4 >^Å3>0¥D 3ý0à «§~jf = 0, ρf = 0§Ä ρf = 0, ~jf = 0 ¹e>^ÅD 3>0£X7ᤥ§3gd>f§3>|^e/¤>6µ~jf = σcE~ E~ 6= 0 =⇒ ~jf 6= 0 >Ö6Ä´ÄÚå>Ö\ȵρf =? 0 L#Ä !NSgd>Ö©Ù ,«Ï¦NS ρf 6= 0§@oNS7,¬k>| E~ ÷vµ∇ · E~ = ρf |^î0½Æµ~jf = σcE~ =⇒ ∇ · ~jf = σc∇ · E~ = σc ρf þªL²XJN,:k>ÖæȧKT:¬k>66Ñ£±~>ÖæȤ" d>ÖÅðµ∇ · ~jf + ∂ρf ∂t = 0 =⇒ ∂ρf ∂t = − σc ρf =⇒ ρf = ρ0e −(σc/) t ρ0 t = 0 >Ö©Ù" µNS?Û>Ö©ÙÑò±Am τ = /σc ªu 0" XJk>Ö§ù >Öò6NL¡" EÆ ÔnX Mï 1
经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§54 Pf- Poet/ T=/σc弛豫时间 复旦大学物理系 林志方徐建军2
Let there be light ²;>ÄåÆØ 1ÊÙµ>^ÅD § 5.4 ρf = ρ0e −t/τ τ = /σc µþm EÆ ÔnX Mï 2
经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§54 Pf-Poest/T T=/σc弛豫时间 π:描述导体内电荷趋于0的特征时间,可作为导体“好坏”的一个测度 复旦大学物理系 林志方徐建军2
Let there be light ²;>ÄåÆØ 1ÊÙµ>^ÅD § 5.4 ρf = ρ0e −t/τ τ = /σc µþm τµ£ãNS>Öªu 0 Am§N/Ð0ÿÝ" EÆ ÔnX Mï 2
经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§54 Pf-Poest/T T=/σc弛豫时间 π:描述导体内电荷趋于0的特征时间,可作为导体“好坏”的一个测度 对理想导体,σ→∞,T=0;对金属如铜,r~10-19s 复旦大学物理系 林志方徐建军2
Let there be light ²;>ÄåÆØ 1ÊÙµ>^ÅD § 5.4 ρf = ρ0e −t/τ τ = /σc µþm τµ£ãNS>Öªu 0 Am§N/Ð0ÿÝ" énN§σc → ∞, τ = 0¶é7áXÔ§τ ∼ 10−19 s EÆ ÔnX Mï 2
经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§54 Pf-Poest/T T=/σc弛豫时间 π:描述导体内电荷趋于0的特征时间,可作为导体“好坏”的一个测度 对理想导体,σ→∞,T=0;对金属如铜,r~10-19s 实际上电子在导体内两次碰撞的时间间隔r~10-14s, pf→0的特征时间7>7>T,但无论如何 导体内的p很快消失=→处理导体内的电磁波,可认为导体内pr=0 复旦大学物理系 林志方徐建军2
Let there be light ²;>ÄåÆØ 1ÊÙµ>^ÅD § 5.4 ρf = ρ0e −t/τ τ = /σc µþm τµ£ãNS>Öªu 0 Am§N/Ð0ÿÝ" énN§σc → ∞, τ = 0¶é7áXÔ§τ ∼ 10−19 s ¢Sþ>f3NSüg-Emm τc ∼ 10−14 s§ ρf → 0 Amτ0 > τc > τ§ÃØXÛ NS ρf é¯ =⇒ ?nNS>^ŧ@NS ρf = 0 EÆ ÔnX Mï 2