§6.1麦克斯韦方程 四个方程所反映的物理意义 √全电流定律 表明传导电流和变化的电场都 能产生磁场; √电磁感应定律 表明电荷和变化的磁场都能 产生电场; √磁通连续性原理 表明磁场是无源场,磁力线 总是闭合曲线; √高斯定律一表明电荷以发散的方式产生电场 (变化的磁场以涡旋的形式产生电场)
§6.1 麦克斯韦方程 四个方程所反映的物理意义 全电流定律——表明传导电流和变化的电场都 能产生磁场; 电磁感应定律——表明电荷和变化的磁场都能 产生电场; 磁通连续性原理——表明磁场是无源场,磁力线 总是闭合曲线; 高斯定律——表明电荷以发散的方式产生电场 (变化的磁场以涡旋的形式产生电场)
§6.1麦克斯韦方程 通常称pj为一次场源, 和 为二次场源 Ot 8t 所以电流电荷分布在有限区域时: 静电场 2 只由自由电荷产生 静磁场 1 只由自由电流产生 时谐场 E,B- 由变化的电场和磁场产生 (根源就是有二次场源)
§6.1 麦克斯韦方程 E B J t t 通常称 , 为一次场源, 和 为二次场源 所以电流电荷分布在有限区域时 1 E 所以电流电荷分布在有限区域时: 静电场 2 只由自由电荷产生 1 E r 静电场 只由自由电荷产生 静磁场 3 只由自由电流产生 1 1 B r 静磁场 只由自由电流产生 1 E B r 时谐场 , 由变化的电场和磁场产生 (根源就是有二次场源)
§6.1麦克斯韦方程 ①电磁场为统一体 从方程来看是需要联立求解,从一次场源来看,电荷 和电流分布一般不能独立给定,须满足电荷守恒定律 (又J,=2)。电荷守恒定律可以由麦克斯韦方程导 8t 出。静电静磁问题例外,因为ρ不随时间变化,所以不 论其空间分布如何,不影响V·J=0,也就是为什么可 以对静电静磁问题分别独立的进行研究的原因。而一般 的时变场,电和磁是不能分开的,除了电荷密度和电流 密度相互有制约以外,还因为变化的电场产生磁场,变 化的磁场产生电场
§6.1 麦克斯韦方程 ①电磁场为统一体 从方程来看是需要联立求解,从一次场源来看,电荷 和电流分布一般不能独立给定 须满足电荷守恒定律 f J 和电流分布 般不能独立给定,须满足电荷守恒定律 ( )。电荷守恒定律可以由麦克斯韦方程导 f t 出。静电静磁问题例外,因为 不随时间变化,所以不 0 f J 论其空间分布如何,不影响 ,也就是为什么可 以对静电静磁问题分别独立的进行研究的原因。而一般 的时变场,电和磁 除了电荷密度和电流 密度相 是不能 互有制约以外 还因为变 分开 ,的 密度相互有制约以外,还因为变化的电场产生磁场,变 化的磁场产生电场
§6.1麦克斯韦方程 ② (求解电磁场,还须知其)本构关系 线性各向同性 D=EE B=uH J=oE 线性各向异性 D=EE B=in J=6E 线性双各向同性 D=8E+CH B=uH+nE J=E 线性双各向异性 D=EE+H B=iH+E J=6E
§6.1 麦克斯韦方程 ②(求解电磁场,还须知其)本构关系 线性各向同性 D EB H J E 线性各向异性 D EB H J E 线性各向异性 D E HB H E J E 线性双各向同性 D E HB H E J E 线性双各向异性 D E HB H E J E
§6.1麦克斯韦方程 ③麦克斯韦方程形式上的对称性 场量的对称性 物理上:E和B对称,D和H对称 数学上:E和H对称,D和B对称 场源的不对称(一次): 只有电荷电流,没有磁荷磁流 交界处的边界条件: (D-D)=Pt n×(E2-E)=0 n(B2-B)=0 n×(H2-H)=J
§6.1 麦克斯韦方程 ③麦克斯韦方程形式上的对称性 EB DH 场量的对称性 物理上: 和 对称, 和 对称 ③麦克斯韦方程形式上的对称性 EH DB 数学上: 和 对称, 和 对称 场源的不对称( 次) 只有电荷电流, 场源的不对称(一次): 只有电荷电流,没有磁荷磁流 交界处 没有磁 的边界 件 荷磁流 条 : 2 1 21 ˆ ˆ ( ) ( )0 sf nD D n E E 21 2 1 ˆ ˆ ( )0 ( ) sf nB B n H H J