电磁场与电磁波理论课件PPT第2章.ppt

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1、《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-1第2章宏观电磁现象的基本规律2.1基本电磁物理量2.2电磁场基本定律2.3麦克斯韦方程组2.4时变电磁场的边界条件主要内容基本要求《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-2主要内容电磁场理论所讨论的对象主要是宏观电磁现象。本章将对物理课中已经介绍过的一些基本电磁物理量和若干重要的基本电磁定律进行比较系统的复习和总结。以此为基础，导出宏观电磁理论的核心——麦克斯韦方程组的微分形式以及时变电磁场边界条件。这一方程组及边界条件将为各类电磁场问题的讨论提供共同的基础。《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2

2、-3基本要求掌握电荷密度、电场强度、极化强度、电位移矢量、电流强度、磁感应强度、磁场强度等物理量的基本概念；掌握库仑定律等电磁场基本定律和麦克斯韦方程组；掌握边界条件的一般形式以及三种常用的边界条件。《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-42.1基本电磁物理量2.1.1电荷密度2.1.2电场强度2.1.3电极化强度2.1.4电位移2.1.5电流密度2.1.6磁感应强度2.1.7磁化强度2.1.8磁场强度基本电磁物理量的关系《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-52.1.1电荷密度（ChargeDensity）带电体以及带电体的电量体电荷密度面电荷密

3、度线电荷密度点电荷的体电荷密度狄拉克函数的性质带电体的总电量《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-6带电体以及带电体的电量根据物质的结构理论，带电体所带电量是不连续分布的，它必为电子电量的整数倍。但是，当我们观察一个带电物体的宏观电特性时，所观察到的往往是大量带电微粒的平均效应。因此，可以将带电体内的电荷分布近似视为是连续的，从而采用电荷密度来描述它的电荷分布状况。根据带电体的形状，可以分别采用体电荷密度、面电荷密度和线电荷密度来表示。电量（或）——带电体所带电荷的量值。电量是一个标量，单位是库仑（）。体电荷——连续分布在体积内的电荷。体电荷密度——单位体积内的电

4、荷。体电荷的总电量《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-7体电荷以及体电荷密度（volumechargedensity）（2.1.1）（2.1.2）面电荷——分布在一个表面积为的薄层上的电荷。面电荷密度——单位面积上的电荷。面电荷的总电量《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-8面电荷以及面电荷密度（surfacechargedensity）（2.1.3）（2.1.4）线电荷——分布在一个长度为的细线上的电荷。线电荷密度——单位长度上的电荷。线电荷的总电量《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-9线电荷以及线电荷密度（linecharg

5、edensity）（2.1.5）（2.1.6）《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-10点电荷以及点电荷的体电荷密度（2.1.7）点电荷系的电荷密度（2.1.12）点电荷——一个体积很小而电量很大的带电小球体。当观察点至带电体的距离远大于带电体本身的尺寸时，常常忽略带电体的大小和形状给计算带来的影响，近似地将该带电体视为一个点电荷。单位点电荷的密度——带电量为1库仑的点电荷的电荷密度——空间任一积分区域——在点上连续的任一标量函数狄拉克（Dirac）函数的性质《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-11（2.1.8）（2.1.9）（2.1.10）《电

6、磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-12带电体的总电量在空间的同一位置只能存在一种电荷分布。空间的总电量各种不同形式的电荷分布的关系（电荷元）（2.1.14）《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-132.1.2电场强度（ElectricFieldIntensity）试验电荷和电场力电场强度和电力线《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-14试验电荷（testcharge）——电量足够小的点电荷。它的引入不会对原有的电场产生影响。试验表明，电场力的大小与试验电荷的电量成正比。并且这个比值与试验电荷的大小无关，仅随试验电荷所处的位置而变化，

7、很适合于用来描述电场的性质。试验电荷和电场力电场力（electricforce）——带电体在电场中所承受的电场对它的作用力。电场强度——单位正电荷所受到的电场力。《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-15（2.1.15）电力线——用来形象地表示空间电场分布的空间有向曲线。其稀疏密度表示电场强度的大小，而其切线方向表示电场强度的方向。几种典型的电力线分布电场强度和电力线《电磁场与电磁波理论》第2章宏观电磁现象的基本规律2-162.1.3电极化强度（Polarizat