土、 位移电流假说 在电容器极板间,不存在 自由电流,但存在随时间变 化的电场。 为了克服安培环路定律的局限性,麦克斯韦提出了 位移电流假说。他认为:在电容器之间,存在着另外 种形式的电流,其量值与回路中自由电流相等。 由电流连续性方程,知在极板间,有 →f西=-405>4u50
二、位移电流假说 I 在电容器极板间,不存在 自由电流,但存在随时间变 化的电场。 为了克服安培环路定律的局限性,麦克斯韦提出了 位移电流假说。他认为:在电容器之间,存在着另外 一种形式的电流,其量值与回路中自由电流相等。 由电流连续性方程,知在极板间,有 e S dq J dS dt = − e S S d J dS D dS dt − 高斯定理 = e S S D J dS dS t − = ( ) 0 e S D J dS t + =
上式中:J为传导电流,即自由电荷运动形成的电流。 若定义j aD 为位移电流, +,=J D为全电流,则 8t ∮J全a5-0 …全电流遵循电流守恒定律 若用全电流J代替安培环路定律中的自由电 流j。,则安培环路定律在时变场中仍然适用。 三、安培环路定律广义形式 般情况下,时变场空间同时存在真实电流(传导 电流)和位移电流,则
上式中: Je 为传导电流,即自由电荷运动形成的电流。 若定义: 为位移电流, 为全电流,则 d D J t = e d e D J J J J t = + = + 全 0 S J dS 全 = 若用全电流 代替安培环路定律中的自由电 流 ,则安培环路定律在时变场中仍然适用。 J 全 J e 三、安培环路定律广义形式 一般情况下,时变场空间同时存在真实电流(传导 电流)和位移电流,则 全电流遵循电流守恒定律
ftidds-.d →xds=☑+ D -ds ∂D →×=万+ 广义安培环路定律微分形式 上式物理意义:随时间变化的电场能产生磁场。 说明:位移电流理论最初只是一种假说。但在此假说的 基础上,麦克斯韦预言了电磁波的存在,而赫兹通过试 验证明了电磁波确实存在,从而反过来证明了位移电流 理论的正确性
( ) e C S S D H dl J dS J dS t = + 全 = ( ) e S S D H dS J dS t + = e D H J t = + 广义安培环路定律微分形式 上式物理意义:随时间变化的电场能产生磁场。 说明:位移电流理论最初只是一种假说。但在此假说的 基础上,麦克斯韦预言了电磁波的存在,而赫兹通过试 验证明了电磁波确实存在,从而反过来证明了位移电流 理论的正确性
第三节电磁场的基本方程 一麦克斯韦方程组 冬麦克斯韦在引入位移电流假说的基础上,总结前人 研究成果,将揭示电、磁场基本性质的几个方程结合在 一起,构成了麦克斯韦方程组。 一、麦克斯韦方程组的微分形式 aD (推广的安培环路定律) 8t aB VxE=- (法拉第电磁感应定律) 8t ☑.B=0 (磁通连续性定律) 7.D=p (高斯定律)
第三节 电磁场的基本方程 ——麦克斯韦方程组 ❖ 麦克斯韦在引入位移电流假说的基础上,总结前人 研究成果,将揭示电、磁场基本性质的几个方程结合在 一起,构成了麦克斯韦方程组。 一、麦克斯韦方程组的微分形式 0 e D H J t B E t B D = + = − = = (推广的安培环路定律) (法拉第电磁感应定律) (磁通连续性定律) (高斯定律)
说明:时变电磁场的基本量包括电场和磁场,因此其 基本方程应包含四个式子。 注意:时变电磁场的源: 1、真实源(变化的电流和电荷); 2、变化的电场和变化的磁场。 二、麦克斯韦方程组的积分形式 美i=ju+s 手d=小 ∮、B.d=0 Dds-f pdv-O
注意:时变电磁场的源: 1、真实源(变化的电流和电荷); 2、变化的电场和变化的磁场。 ( ) 0 e C S C S S S V D H dl J dS t B E dl dS t B dS D dS dV Q = + = − = = = 二、麦克斯韦方程组的积分形式 说明:时变电磁场的基本量包括电场和磁场,因此其 基本方程应包含四个式子