洛仑兹力密度< f=/«+^x§三.内容提要:1. 电磁场的基本实捡定律, (1)库仑定律*二、知识体躺库仑定理'脸订警壬电童■应定体毎事孑―半丄@・抜/尸n 涡険电场假设介质的极化焕律,0=#“V*fi = p ▽4遁at仪鲁电涛fit 设 比真#伐尔定律,s= 介M»4tM 律: ft^~aCon Vxff = J + — a能童守恒定律缢性介JR 能*««> 能淹密度:S^ExH対可个点电荷e 空间块点的场强爭丁各点电佔单越力在时徃该点场强的伕城和,(2)毕臭一萨伐尔定律(电沱决崔感场的实於疋律)(3)电耐应定律£& -<tf<£?Vxfl=-—2① 生电场为冇旋场(4又称漩涡场儿%电场&彳、质不同。
② 曉场与它激发的电场间关系足电磁感应定律的微分形式。
(4)电药守恒的实U 定律[J •点=-J 詈"V-J = -—① 反映空间某点£ 9 7之间的变化关痪,#稳班电流线不闭介.竺0卩儿0② 若空间并点•二与f 无応 則N为稳恫电朮 电流线闭介.隐恒电注是无源的(流线闭合人巴了均与『无关,它产生的场也与/无关。
2、电It 场的普連規律一麦克斯韦方程Wi 分形式血&』=Z +^J D -dtf札眾4?・0UJvUP :积分形式其中:几1址介质中普适的41底场钛木方用.适用于任盘介丿鼠 2当14=0=0.过渡到真空怙况:-affat +«e —J dt v 7 5=02o£o3当N N 时.回到挣场惜况:扭方=0£b •恣=J 妙F护云=0I 有12个未知塑.6个独立方秤,求解时必须给出二与M, 2与«的关系。
介时:3、介贯中的电恿性廣方程若为却铁雄介质I 、电哦场较弱时"与丘&与臣b 与2万与"均呈线性关系.向同性均匀介质,P=Q=岭耳992、导体中的欧姆定律在存电源时•电源内部亠㊇海•)•直•为怖电力的等效场,4. 洛伦兹力公式II7xfl = O 7xH=/Q ・D 0p 7ft =单位体积受的力:-t r r rf=pE^JxB洛伦兹认为变化电tti 场上述公式仍然成立,近代物理实齡证实了它的匸确”靳才f 以边度P 运动的点电药g说明:对于连«J沁电背 囲电淹乙冲曲 c»J»发的电建场.乍対于咸电UtlWSL 冲韵&麻&含的场5. 电磁场的边值关糸积分形式 血臣心L 鲁必血乃龙“+£加廳 血D 必 耐込0其它物理hl的边值关系:<血氏岳・一JxyN =录(酉一彳).p.S F巾&応卩. <£§ n E X (E ・£)讥X9p.盗■-壬"rfv => Q (Ji7j"寻恒定电流:*-{^-A)=°6、电恋场的和館流三.重灯与难戌诡■密度,F ・flxA边值关系=> 方(0—QJ"=> «x(j¥J -^1)=a=> 沁(&・& )= 0n n ^S 2-B^ = 01. 槪念^电场强度、磁感应强度、电流密度、极化强度.感化强度、能滾密度。
2. 麦克斯韦方程、电荷守恒定段边值关:系、极化与极化电荷的关系、凰化强发与磁化吧流的关痰、应用它们逬行•计尊和证明。
3 •电奴场的能就及其传输第二章静电场 一、主要内容应用电磁场卑本理论解决最简单的问题:电荷静I 上或电荷分布不规时间变化,产牛•的 场小葩时间变化的朴电场问理・本章研究的】浚问题是:衣给定自由电荷分布及介质和导体分布的情况卜如何求解 静电场•由于静电场的基本方程是矢傲方程,求解很雄,井不宜按求解静电场的场强, 而圧通过篩电场的杯孙來求解.廿先恨抹:錚电场满足的友克斯"方程,引入杯势.讨论具满足的微分方柠和边伯关系. 在后向儿节中陆续研究*解:分离变最法、遣像法和格林国数法.最后讨论局部范国内 的电荷分布所激发的电势在远处的展开式.二知识体気1•■电场的微分方程:边俏关系:靜电场的能甌ir=l£4-ZWy n ―材血凭2•静电边值何■的构成,2.电势■足的徽分方程vxi=o0=p}甘英中%q足导体的电导率4•静电场的能■用电势表示,不绘静电场的能见密度: 二绘自由电荷密度•而y则是空间所有电荷的电如只适用于静电场•&堆一性定理,①均匀单介质当区域V内mil电荷分布攵0已知,。
满足疗,若V边界上此巳知,或V边界上已知,則v内场(挣电场)啦一确定.②均匀单i介成中有导体当区域v内有导体仔在,给定导体之外的电荷分布卩3,当1%或却3已知,毎个导体电势*或带电星.則尸内电场I唯-确定。
②不能改变压行边界条件.通过边界笔件确疋假想电荷的大小和位迎.③一口用了假想等效电荷.不能再考电边界面上的电荷分布.④坐林系根据边界形状來选择。
2•分高受畳法,舒:电势满足拉普拎斯方程:%"①空间处处卩=°・fl山电荷只分布在某空介质(如导体)农面匕,将这些表面视为区域型界,可以用拉普拉斯方程.②在所域介质中仃自由电初分布,若这个自由电姉分仙在翼空中,产生的势碑为已知,則区域V小电势可农示为两部分的和・不满足f",但汲面上的电荷产生的电势%満足,仍可用拉普拉斯方稈求解,注怠,边伯关疾还咚用%而不能用%・拉普拉斯方程了9・°的通解:豪化©・2>/・•霽eg©轴对称通解:球对称通解:右卩与&・°均无关,即卩貝有球对称性,則通牡为:解■步*①选择坐杯系和电势参考虑*i*标系逸择1 :要根按:区域中分界面形状参考点上耍整据电荷分布是仃限还是尤限②分析对称性•分区域写出拉普拉斯方程在所选坐标系中的通解③根抠具体圣件确定常数外边界条怜电荷分布白诧吒■0导体血界可视为外型界.4给宦.或给定总电荷Q.或给定二(接地儿")Hft在均匀场中. :吐> 3曲8 =心(直角坐你或柱坐标丿内部边值关介Mi分界血.1(衣面无自由电荷)3.电多极矩讨论电荷分也衣小M域内•力场占乂歴电荷分金区较远.即J r电势的多极展开:=泸+讯+沪+…=急-蛊戸吟+盘詔…式中c-J^―系的总电荷0町/初一系的电俣41矩D« -「曲工川?)少一«HWE(0 ex.小区Q内电荷休療在运处的电务可以看成是位于JR1M切ftiMt ff(2)电flllR矩慕jRsmt于JB点的砂,但当系统中正.盘电椒匾一》⑶对A4WXSE;几龙認DT迟如召I 1⑷ 当电荷分布关于jidm时戸“小区城电布体系在外电场中的相互作用能=邮)+砂)+游)+其中申”足点电荷在外电场中的相互作用能叩■亍%(0)・-歹W)是电偶极子在外电场屮的和互杵用能屮輕(0)6 是电四极子在外电场中的相互作用能电偶极子在外电场小登的力若外电场均匀:,=°电糾极『在外电场中受的力拒£.pX^<第三章稳恒电流的磁场一、主賽内容在给定白由电流分布及介质分布的怙况F如何求解您恆遇场.由rfSinto场的尿木方丹是欠试方程,求解很堆.并不之按求够的思班磁场磁感应强度,般是通过感场的矢坍來求解。
在一定条件口可以引入班杯势及感杯势满足的方秤來求解.我们先引入静檢场的久势,导出久势满足的微分方稈,然后再讨论磁杯势及其微分方稈,绘后讨论磁多极展开。
二、知识体1G1.矢势法:基本方程:fVxtf =/ |V31 = -^JI V . J = 0 = >0Jix(—Vx4)-dJB <V X ^-7X 4)S 0①能傲分布在施场内.不仅仅是分布在电流区.②2不足能诩密疫第四章电雄波的传播电w 浪,他卜佝变化的运幼电荷和电流辆射电破场•电磴场在空何互相激发,在 空间以波动的形式存在,就是电磁波. 一、 主要内吝:研究电磁场在空间存在-宦介质和导体的怙况尸的波师况:在真空与介頂,介质 与介质,介质与导体的分界佝上,电傩波会产生反射、折射、衍射和哀减等,这些本 股上足边的问题。
电储波在空间传播冇行种备样的形式,虽检单、鴉早本的浊型是平 面电岖波。
二、 知识体系:1.自由空间(介JR ),指°・J = o 的无孤人允涡均匀空何.7-25 = 0 7-rf=0边值关系:r=l£5-A/rn r=l£J *r"肃■-雪dtW04兰茁“—V X B平均值:§詰血怪曲)誌护&2•良导体,卩叫了 "总dtVxfl =atf+■—=> atv-Z) = oQ ・A = Q其中•3.电畫裁在界面反射和折射入射沐反輯.折期林矢位于何TH ■祝0“輕亠伍PV “V - 0 ff=-—vxi 碎 £x« = O定态波边们问观^刊 2R = o v a-o在求解中i :耍用列娠木解:«(U)二=屮护7*厂“mo ♦亠 Vx0,W&)・0hx (圧_禺卜0曲个独匚帘数山澈励卅办的仁:;强度來呦定.「環m 乱尹y 尹”彳r 严(门给定绍("从对,於代衣种谐娠波型(本征搬荡,衽肿内可能存茯多种谐旅 波型的达加):只仃巴激妙依号频率0 = J 时,谐撿肿才处fiHJk 态。
(2)不存衽g*^)中两个为爭的波型,若",=» = °,则丘・°・ (3丿対毎 也I俏,仃两个独立侃如波甲,这是因为对于确定的匸可以分解到任意两个方向。
(I )蹑低频率的谐擁波型假定4〉$ >厶,则虽低谐东频率为但是在-股怙况八5.矩形枝导管解为:訥尹★(护(尹严该波型为(I, 1・0)型,耳■马・°所以•"■0,为横电傩波。
-般情况卜一让电確波沿二仙传播•対理想州:—a "尸°・ 理想导体边界条件:““知+刃・0V f = 0 £x^= o a=a 瓦其解:E (x.”z) = 4 cos&xsm 上严心 E»(xj ・2)= A 2 sm k t xcos k^ye lkjE*(x.y,z) = 4 sm 上*xsm 上严心其中 斤的朋由 w 确定ft 止独事:即微波• 本章B41 h 电4&场的波动方FX 亥姆圧兹方肘和平面电融筱2、 反射和折射定徐的导出、振幅的位相关系,偏茶3、 导体内的电嫩波特性.良导体条仲、总肤效应矩形波导管由四个卑构成的金属倚•四个曲为X満足力程:0 (“0,吟=0Q晟髙嚴止波长为:2a .•傲把波长的汰称为超知波U谐旅肿和波导倚中电滋波的运动形式本章难点2 1.旅幅.位相关奚2•导体内电敏波的运动第五章电磁波的辐射一.主豪内岩:本章讨论高频交变电流辐射的电磁场的以二・知识体系,Vxfi=-*atVx—外叶务3^?―匕VB=O概。