为了完整地描述时变电磁场的特性,麦克斯韦方程还应包括电荷守恒方程以及说明场与介质关系的方程:V.J=-opD=&EB=uμHJ=oE+Jat式中J代表产生时变电磁场的外源。麦克斯韦方程组中各个方程不是完全独立的。可以由第1、2方程导出第3、4方程,或反之。对于不随时间变化的静态场,则aEadaHaB= 0atatatat那么,上述麦克斯韦方程变为前述的静电场方程和恒定磁场方程,电场与磁场不再相关,彼此独立
为了完整地描述时变电磁场的特性,麦克斯韦方程 还应包括电荷守恒方程以及说明场与介质关系的方程: t = − J D = E B = H J = E + J 麦克斯韦方程组中各个方程不是完全独立的。可以由 第 1、2 方程导出第3、4 方程,或反之。 对于不随时间变化的静态场,则 = 0 = = = t t t t E D H B 那么,上述麦克斯韦方程变为前述的静电场方程和恒定 磁场方程,电场与磁场不再相关,彼此独立。 式中 J 代表产生时变电磁场的外源
爱因斯坦在他所著的“物理学演变”书中关于麦克斯韦方程的一段评述:“这个方程的提出是牛顿时代以来物理学上的一个重要事件,它是关于场的定量数学描述,方程所包含的意义比我们指出的要丰富得多。在简单的形式下隐藏着深奥的内容,这些内容只有仔细的研究才能显示出来,方程是表示场的结构的定律。它不像牛顿定律那样,把此处发生的事件与彼处的条件联系起来,而是把此处的现在的场只与最邻近的刚过去的场发生联系。假使我们已知此处的现在所发生的事件,籍助这些方程便可预测在空间稍为远一些,在时间上稍为迟一些所发生的事Albert Einstein件”。(1879-1955)
在简单的形式下隐藏着深奥的内容, 这些内容只有仔细的研究才能显示出来, 方程是表示场的结构的定律。它不像牛顿 定律那样,把此处发生的事件与彼处的条 件联系起来,而是把此处的现在的场只与 最邻近的刚过去的场发生联系。 爱因斯坦在他所著的“物理学演变” 书中关于麦克斯韦方程的一 段评述:“ 这个方程的提出是牛顿时代以来物理学上的一个重要事 件,它是关于场的定量数学描述,方程所包含的意义比我们指出的 要丰富得多。 假使我们已知此处的现在所发生的事 件,藉助这些方程便可预测在空间稍为远 一些,在时间上稍为迟一些所发生的事 件” 。 Albert Einstein (1879-1955)
麦克斯韦方程除了对于科学技术的发展具有重大意义外,对于人类历史的进程也起了重要作用。正如美国著名的物理学家弗曼在他所著的“弗曼物理学讲义”中写道:“从人类历史的漫长远景来看一即使过一万年之后回头来看一一毫无疑问,在十九世纪中发生的最有意义的事件将判定是麦克斯韦对于电磁定律的发现。与这一重大科学事件相比之下,同一个十年中发生的美国内战(1861-1865)将会降低为一个地区性琐事而黯然失色”RichardP.Feynman(1918 -1988)
麦克斯韦方程除了对于科学技术的发展具有重大意义外,对于人 类历史的进程也起了重要作用。 正如美国著名的物理学家弗曼在他所 著的 “弗曼物理学讲义” 中写道: “ 从人类历史的漫长远景来看──即使 过一万年之后回头来看──毫无疑问, 在十九世纪中发生的最有意义的事件将 判定是麦克斯韦对于电磁定律的发现。 与这一重大科学事件相比之下, 同一个十年中发生的美国内战(1861- 1865)将会降低为一个地区性琐事而 Richard P. Feynman 黯然失色”。 (1918 - 1988)
7-4设真空中的磁感应强度为B(t) = e,10-3 sin( 6元 ×10°t - kz)试求空间位移电流密度的瞬时值。aD解由麦克斯韦方程知V×H=J+而真空中传导电at流J=0,则位移电流为=V×H={v×B,Ja=satu求得Ja=-e,10- o si(6元 ×10° -k2)Ao104sin( 6元 ×10°t - kz)(A / m2)-ex2
7-4 设 真 空中 的 磁 感应 强 度为 ( ) 10 sin( 6 10 ) 3 8 t t kz = y − − B e 试求 空 间位 移 电流 密度 的 瞬时 值 。 解 由 麦 克 斯 韦 方 程 知 t = + D H J , 而 真 空 中 传 导 电 流 J = 0,则 位移 电 流为 H B D J = = = 1 t d , 求 得 sin( 6 10 )(A / m ) 2 10 10 sin( 6 10 ) 8 2 4 8 0 3 0 t k z t k z k x d x = − − = − − − e J e
7-2已知真空平板电容器的极板面积为S,间距为d,当外加电压V=Vsinのt时,计算电容器中的位移电流,且证明它等于引线中的传导电流。Vosin ot,则解在电容器中电场为E=daD_ S00VJa=cosot,atd所以产生的位移电流为la=J,S_ E00 SVcoso t ;dS.所带电量为已知真空平板电容器的电容为C=60元Q=CV=CVsinot,则传导电流为I=dg2 - CV.o cos o - EgasV.coswt ;dtd可见,位移电流与传导电流相等
7-2 已 知 真空 平 板 电容 器 的极 板 面积 为 S, 间 距为 d, 当外 加 电压 V V sin t = 0 时 ,计 算 电容 器 中的 位 移电 流 ,且 证明 它 等于 引 线中 的传 导 电流 。 解 在 电容 器 中电 场为 t d V E sin 0 = , 则 t d V t D J d cos 0 0 = = , 所以 产 生的 位 移电 流为 t d SV I d J d S cos 0 0 = = ; 已 知 真 空 平 板 电 容 器 的 电 容 为 d S C 0 = , 所 带 电 量 为 Q CV CV sin t = = 0 ,则 传 导电 流 为 t d SV CV t t Q I cos cos d d 0 0 0 = = = ; 可见 , 位移 电 流与 传导 电 流相 等