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1、已得到真空中稳恒电磁场的基本规律,科学问题：,非稳恒情况下还是这个规律吗？,一、法拉第电磁感应定律二、 位移电流三、 麦克斯韦方程组四、 洛伦兹力公式,1.3 麦克斯韦方程组,一、 法拉第电磁感应定律（变化磁场激发电场）,电磁学中 =BS,感生电场是有旋的！,：电荷激发的纵场,两个电场叠加,电场的基本方程：,一般说来，空间任一点的电场总是由两部分组成，即 ，其中,（1）稳恒情况下： 恒定电流是闭合的： 恒定电流激发磁场的规律：,矛盾！,（2） 电荷守恒定律要求：,问题的提出：,只适用于稳恒电流的特殊情况,在交变情况下，电路一般不闭合,静磁场的两个基本方程：,二、 位移电流,麦克斯韦假说：（i）
2、存在位移电流 ，它与传导电流 一起构成一个闭合量，即（ii） 与 以同样的规律激发磁场,理论上的矛盾就不再有了！,科学猜测,位移电流密度 的表达式：,电荷守恒定律：,变化的电场激发磁场,变化的磁场激发电场,磁场的无源性,三、 真空中的麦克斯韦方程组,变化磁场产生电场,稳恒电流、变化电场产生磁场,电场的有源性，静止电荷产生电场,微分形式,物理意义：（1）揭示了一般情况下的电荷、电流激发电磁场的规律。（2）揭示了电磁场的内部矛盾运动。即不仅 能激发电磁场，而且 和 也可以相互激发。因此只要某处发生电磁扰动，电磁场就互相激发，就会在空间传播，形成电磁波。（3）这个电磁波可以脱离电荷、电流，独立存在于
3、空间，显示了电磁波的物质性。,实验验证电磁波的发现,赫兹在1888年从实验上证实了电磁波的存在。这样由法拉第开创，麦克斯韦建立，赫兹验证的电磁场理论向全世界宣告了它的胜利。,尽管麦克斯韦理论具有内在的完美性并和一切经验相符合，但它只能逐渐地被物理学家接受。 劳厄,麦克斯韦电磁论发表后，由于理论难懂，无实验验证，并未受到重视。,“实验理论实验”,四、 洛伦兹力,1）静止点电荷受到静电场的作用力：,推广：,写成力密度形式：,电磁学中,带电粒子处于电磁场中的情况！,2）稳恒电流元 受到磁场的作用力：,库仑定律,电场强度,高斯定律,环路定律,安培环路定律,毕奥萨伐尔定律,电荷守恒定律,（体）,（线）,静电场,静磁场,变化电磁场,法拉第电磁感应定律,位移电流,洛伦兹力公式,电动力学的理论基础,小 结,磁场的高斯定理,例：电流I均匀分布于半径为a的无穷场直导线内，求空间各点的磁感应强度，并由此计算磁场的旋度。,分析：由于对称性，在以导线为轴心的这些同心圆上各点的磁感应强度的大小都是相同的。方向为沿着圆周的环绕方向。分为圆柱内和圆柱外两种情况。解：（1）ra时，通过环路的总电流为I。用安培环路定律得：,写成矢量形式：,为圆周环绕方向的单位矢量。,（2） ra时，通过圆内的总电流为,应用安培环路定律，,Ra时，,求磁场的旋度：,ra时，,
