這是電磁場(chǎng)理論ppt，包括了電磁現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)定律，真空中的Maxwell方程組，介質(zhì)的極化和磁化現(xiàn)象，介質(zhì)中的Maxwell方程組，宏觀電磁場(chǎng)的邊界條件等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

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◆ 電場(chǎng)對(duì)電荷有作用力是電場(chǎng)的基本性質(zhì)之 　一，現(xiàn)代物理學(xué)證明電荷之間的作用力是 　 通過電場(chǎng)來傳遞的。 ◆ 空間不同點(diǎn)處電場(chǎng)的大小和方向是變化 的，引入電場(chǎng)強(qiáng)度概念描述空間電場(chǎng)的 大小和方向。因此電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力 可以用于定義電場(chǎng)的強(qiáng)度。 空間某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度定義為置于該點(diǎn)的單位 點(diǎn)電荷（稱試驗(yàn)電荷）受到的作用力： 真空中靜止點(diǎn)電荷 q 激發(fā)的電場(chǎng)為： 如果電荷是連續(xù)分布，密度為 。 它在空間任意一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)為： 性質(zhì)1 靜電場(chǎng)是有散矢量場(chǎng)，電荷是靜電場(chǎng)的 　　　 通量源。對(duì)電場(chǎng)直接求散度: 利用Gauss定理得到： 稱為靜電場(chǎng)的Gauss定律。 電流元之間的作用力是通過磁場(chǎng)來傳遞的�？臻g 不同點(diǎn)處磁場(chǎng)的大小和方向是變化的，引入磁場(chǎng) 強(qiáng)度概念描述空間電場(chǎng)的大小和方向。 性質(zhì)1 恒定電流的磁感應(yīng)強(qiáng)是無散矢量場(chǎng)，即： 磁感應(yīng)強(qiáng)力線是閉合的，沒有起點(diǎn)也沒有終點(diǎn) 性質(zhì)2 恒定電流激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是有旋 場(chǎng)，電流是磁感應(yīng)強(qiáng)度的渦旋源，即： 電場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用力為 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力實(shí)際上是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)帶電粒子 的作用力，即 因此，電磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用力為（Lorent力） 電場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)帶電粒子的作用力不受 粒子運(yùn)動(dòng)與否的影響，作用力既可 改變粒子速度（大小和方向。這說 明電場(chǎng)對(duì)帶電粒子做功。磁場(chǎng)對(duì)運(yùn) 動(dòng)帶電粒子的作用力與粒子運(yùn)動(dòng)的 方向垂直，說明磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子不 做功，只改變粒子運(yùn)動(dòng)方向，不改 變粒子運(yùn)動(dòng)速度的大小。 §2.4 真空中Maxwell方程組 Faraday電磁感應(yīng)定律 Faraday 從1820年開始探索磁場(chǎng) 產(chǎn)生電場(chǎng)的可能性，1831年實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)，當(dāng)穿過閉合線圈的磁通量 發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)線中有感應(yīng) 電流產(chǎn)生，感應(yīng)電流方向總是以 激發(fā)磁通量對(duì)抗原磁通量的改變 進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)還證明: 只要閉合曲線內(nèi)磁通 量發(fā)生變化，感應(yīng)的電場(chǎng)不僅存在于導(dǎo)體回 路上，同樣存在于非導(dǎo)體回路上，并滿足： Faraday電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)定律表明： 變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)，該電場(chǎng)與靜 電場(chǎng)都對(duì)電荷有力的作用，所不同的是感應(yīng) 電場(chǎng)沿閉合回路的積分不為零，具有渦旋場(chǎng) 的性質(zhì)，變化的磁場(chǎng)是其旋渦源。 （變化）磁場(chǎng) 電場(chǎng) 問題一：將Biot－Savart定律用到如圖所表示的環(huán) 路，同樣以L為邊界的兩個(gè)不同曲面S1和 S2，其旋渦源的通量有兩個(gè)不同的結(jié)果 Maxwell 認(rèn)為：電流由兩個(gè)部分組成，一部分為傳導(dǎo) 電流，另一部分他稱之為位移電流 ，即總電流密度： 為了獲得位移電流表達(dá)式，Maxwell認(rèn)為靜電場(chǎng) 的Gauss定律和電荷守恒定律是實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，應(yīng) 予以保留。利用這兩個(gè)定律，他對(duì)電流的形式 進(jìn)行了如下的推廣： Maxwell推廣位移電流基于如下考慮： 電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明變化的磁場(chǎng)能夠激發(fā)電場(chǎng)， 變化的電場(chǎng)激發(fā)磁場(chǎng)是電磁現(xiàn)象的合理假設(shè)。 以最簡(jiǎn)單形式解決了靜態(tài)電磁場(chǎng)存在的矛盾， 保證了電荷守恒定律和Gauss定律的成立。 電場(chǎng)Gauss定理： Maxwell認(rèn)為靜電場(chǎng)Gauss定理 可直接推廣到一般情形，即： 磁場(chǎng)Gauss定理： Maxwell認(rèn)為恒定電流磁場(chǎng)的 Gauss定理可以直接推廣到一般情形，即： Faraday電磁感應(yīng)定律：Maxwell認(rèn)為Faraday電磁感 應(yīng)定律直接推廣到一般情況，即： 廣義Biot-Savart 定律： Maxwell引入位移電流，修正 了恒定電流情況下的 Biot-Savart定律，得到： Maxwell方程組表明：變化的磁場(chǎng)激發(fā)旋渦電場(chǎng)； 變化的電場(chǎng)同樣可以激發(fā)渦旋磁場(chǎng)。電場(chǎng)與磁場(chǎng) 之間的相互激發(fā)可以脫離電荷和電流而發(fā)生。電 場(chǎng)與磁場(chǎng)的相互聯(lián)系，相互激發(fā)，時(shí)間上周而復(fù) 始，空間上交鏈重復(fù)，這一過程預(yù)示著波動(dòng)是電 磁場(chǎng)的基本運(yùn)動(dòng)形態(tài)。他的這一預(yù)言在Maxwell去 世后（1879年）不到10年的時(shí)間內(nèi)，由德國科學(xué) 家Hertz通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)。 電磁波產(chǎn)生電路示意圖 1. 介質(zhì)的基本概念 介質(zhì)是物質(zhì)的一種統(tǒng)稱，由原子或原子團(tuán)、分子 或分子團(tuán)組成。 介質(zhì)內(nèi)部大量帶電粒子的不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，在微觀尺 度上產(chǎn)生隨機(jī)變化的電磁場(chǎng)，宏觀上相互抵消，沒 有外部影響和作用的介質(zhì)呈中性。 當(dāng)介質(zhì)在外部宏觀電磁場(chǎng)作用之下，介質(zhì)中帶電 粒子產(chǎn)生宏觀的規(guī)則運(yùn)動(dòng)或排列，形成宏觀上的 電荷堆集或定向運(yùn)動(dòng)，主要表現(xiàn)出三種形態(tài)： ①介質(zhì)的極化(Polarization) 介質(zhì)中分子和原子的正負(fù)電荷在外加電場(chǎng)力的作 用下發(fā)生小的位移，形成定向排列的電偶極矩； 或原子、分子固有電偶極矩不規(guī)則的分布，在外 場(chǎng)作用下形成規(guī)則排列 ②介質(zhì)的磁化 (Magnetization) 介質(zhì)中分子或原子內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng)形成分子電流，微 觀上形成不規(guī)則分布的磁偶極矩。在外磁場(chǎng)力作用 下，磁偶極矩定向排列，形成宏觀上的磁偶極矩 ③ 傳導(dǎo)電流(Conduction current) 介質(zhì)中可自由移動(dòng)的帶電粒子，在外場(chǎng)力作用 下，導(dǎo)致帶電粒子的定向運(yùn)動(dòng)，形成電流 2. 極化強(qiáng)度概念 極化強(qiáng)度矢量P，定義 為單位體積中分子或原 子團(tuán)的電偶極矩的疊加 極化強(qiáng)度的特點(diǎn)： ① 極化強(qiáng)度P 是外加電場(chǎng)強(qiáng)度的函數(shù) ② 極化強(qiáng)度P 可以是空間的函數(shù) ③ 極化強(qiáng)度P 還可能是時(shí)間的函數(shù) 一般情況下，P 是電磁場(chǎng)強(qiáng)度、時(shí)間和空間 的復(fù)雜函數(shù)。對(duì)于線性均勻介質(zhì)，P 僅與外 加電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。 極化使得分子或原子的正負(fù)電荷發(fā)生位移，體積 元內(nèi)一部分電荷因極化而遷移到外部，同時(shí)外部 也有電荷遷移到體積元內(nèi)部。因此體積元內(nèi)部有 可能出現(xiàn)凈余的電荷，稱為束縛電荷。 （2）不均勻介質(zhì)或由多種不同結(jié)構(gòu)物質(zhì)混合 而成的介質(zhì)，可出現(xiàn)極化電荷。 當(dāng)外加電磁場(chǎng)隨時(shí)間變化，極化強(qiáng)度矢量P 和束縛電 荷也隨時(shí)間變化，并在一定的范圍內(nèi)發(fā)生運(yùn)動(dòng)（其物 理實(shí)質(zhì)是正負(fù)電荷位移的距離量隨時(shí)間變化），從而 形成極化電流，它們同樣滿足電荷守恒定律。應(yīng)用電 荷守恒定律，得到極化電流的表達(dá)式為： 介質(zhì)的極化過程包括外加電場(chǎng)的作用使介 質(zhì)極化，產(chǎn)生束縛電荷；極化電荷反過來 激發(fā)電場(chǎng)，兩者相互制約，達(dá)到平衡。介 質(zhì)中的電場(chǎng)既有外加電場(chǎng)的貢獻(xiàn)，同時(shí)也 有束縛電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)。 介質(zhì)中的電場(chǎng)的最終求解必須知道電場(chǎng) E 和電 位移矢量 D 之間的關(guān)系（物質(zhì)本構(gòu)關(guān)系）。這 種關(guān)系有兩種途徑可以獲得： 1) 直接測(cè)量出 P 和 E 之間的關(guān)系 2) 用理論方法計(jì)算 P 和 E 之間的關(guān)系 為了描述介質(zhì)在外 加磁場(chǎng)作用下磁化 程度，引入磁化強(qiáng) 度M，定義為單位 體積中的磁偶極矩 的矢量和： 與外加磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量 B 垂直的橫截面上，存在數(shù) 量巨大的分子電流環(huán)。 在兩介質(zhì)交界面的薄的層內(nèi)，存在面磁化電流分布 7. 介質(zhì)中的 Biot-Savart定律 、磁場(chǎng)強(qiáng)度 磁化和極化電流同樣也激發(fā)磁感應(yīng)強(qiáng)度，介質(zhì) 中的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是所有電流源激勵(lì)的結(jié)果： 存在可移動(dòng)帶電粒子的介質(zhì)稱為導(dǎo)電介質(zhì)。在外 場(chǎng)作用下，導(dǎo)電介質(zhì)中原子核或晶格在空間形成 固定點(diǎn)陣，核外自由電子除無規(guī)則運(yùn)動(dòng)外，外場(chǎng) 作用力將使電子產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng)，形成傳導(dǎo)電流。 運(yùn)動(dòng)的電子經(jīng)常與原子核或晶格點(diǎn)陣發(fā)生碰撞。碰 撞過程使電子改變運(yùn)動(dòng)方向，并將部分能量轉(zhuǎn)嫁給 原子核或晶格，轉(zhuǎn)變?yōu)闊嵝��?yīng)，使外場(chǎng)作用下的電 子定向運(yùn)動(dòng)速度與外加電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，即ohm 定 律，其表達(dá)式為： 給定電荷和電流分布，真空中 Maxwell方程是完備 的。介質(zhì)中的Maxwell方程組是不完備的。必須附加 其它條件才能對(duì)方程求解。 介質(zhì)中電場(chǎng)和電位移矢量、磁場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度不是 完全獨(dú)立。通過介質(zhì)的電磁特性建立起聯(lián)系。聯(lián)系 電磁場(chǎng)量與介質(zhì)間關(guān)系的方程為介質(zhì)的本構(gòu)方程。 根據(jù)介質(zhì)的特性，有多種不同的分類方法，如： 均勻和非均勻介質(zhì) 線性和非線性介質(zhì) 確定性和隨機(jī)介質(zhì) 時(shí)變和時(shí)不變介質(zhì) 各向同性和各向異性介質(zhì) 最簡(jiǎn)單的線性均勻各向同性介質(zhì)，分二種情況： 線性均勻各向同性時(shí)不變介質(zhì) 線性均勻各向同性時(shí)變介質(zhì)（色散介質(zhì)） 把積分Maxwell方程組應(yīng)用到圖所表示的兩媒質(zhì)交 界面的扁平圓盤。根據(jù)Gauss定理，讓h→0，場(chǎng)在 扁平圓盤壁上的通量為零，得到： 在介質(zhì)分界面兩側(cè)，選取如圖所示的積環(huán)路，應(yīng)用 電磁感應(yīng)定律、推廣的Biot-Savart定律積分公式NA3紅軟基地

工程電磁場(chǎng)王澤忠ppt：這是工程電磁場(chǎng)王澤忠ppt，包括了矢量分析與場(chǎng)論基礎(chǔ)，靜電場(chǎng)的基本原理，恒定電場(chǎng)的基本原理，二種媒質(zhì)分界面恒定磁場(chǎng)的鏡像法問題等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。