电磁振荡与电磁波

1. 第十五章 电磁振荡与电磁波 • 麦克斯韦：电磁场理论，证明电磁场将以波的形式传播，并且波速为光速。 • 赫兹：1888年用实验证明了电磁波的存在。 • 波波夫：1895年发明了无线电报接收机，1896年3月表演了距离为250m的无线电报传送。 • 马可尼：在改进1895年天线装置的基础上，于1897年第一次实现了9英里的无线电联系；1899年实现了横跨英吉利海峡的无线电通讯；1901年完成了从法国穿越大西洋到达加拿大的无线电通讯。1909年他获得了诺贝尔物理学奖金。 • 本章简要介绍电磁振荡和电磁波的产生，电磁波的特性等。

2. 赫兹（Hertz, H. R. ,1857-1894） 德国物理学家 用实验证实了电磁波的存在，并确认了电磁波是横波，具有与光类似的特性，并且实验了两列电磁波的干涉，同时证实了在直线传播时，电磁波的传播速度与光速相同，从而验证了麦克斯韦的电磁理论的正确性。 1888年，成了近代科学史上的一座里程碑。赫兹的发现具有划时代的意义，它不仅证实了麦克斯韦发现的真理，更重要的是开创了无线电电子技术的新纪元。 为了纪念他的功绩，人们用他的名字来命名各种波动频率的单位，简称“赫”。

3. 15-1 位移电流 麦克斯韦（James Clerk Maxwell 1831——1879) • 他提出了有旋电场和位移电流概念，建立了经典电磁理论，并预言了以光速传播的电磁波的存在。他的《电磁学通论》与牛顿时代的《自然哲学的数学原理》并驾齐驱，它是人类探索电磁规律的一个里程碑。 • 在气体动理论方面，他还提出气体分子按速率分布的统计规律。 19世纪伟大的英 国物理学家、数 学家。经典电磁 理论的奠基人， 气体动理论的创 始人之一。

4. R I0 l I0 S2 S1 B A l  s I0 一、问题的提出 在稳恒电流的磁场中，安培环路定理为 对于曲面S1 对于曲面S2 对于非稳恒电路，传导电流不连续，安培环路定理不成立。

5. 方法1，在实验基础上，提出新概念，建立与实验事实相符合的新理论；方法1，在实验基础上，提出新概念，建立与实验事实相符合的新理论； • 方法2，在原有定律的基础上，根据新观察到的实验现象，提出合理的假设，对原有的定律作必要的修正，使矛盾得到解决。 二、解决问题的方法 - + dD/dt I D B A 三、位移电流假设 以电容器放电为例： 电位移与电位移通量随时间的变化率 可见：dΨ/dt在数值上等于板内的传导电流；dD/dt在数值上等于板内的传导密度

6. 麦克斯韦位移电流定义 电场中某一点位移电流密度jd，等于该点的电位移矢量D对 时间的变化率，通过电场中某一截面位移电流Id等于通过该 截面电位移通量Ψ对时间的变化率 演示 位移电流与传导电流一样，在其周围空间要产生磁场，但位移 电流不产生热效应与化学效应。 四、全电流定律 若电路中同时存在传导电流Ic与位移电流Id，定义全电流 安培环路定理可修正为

7. R S P r 磁场强度H沿任意闭合回路的环流，等于通过此闭合回所围 面积的全电流，称为全电流安培定律，简称全电流定律。 例题：一平板容器两极板都是半径5.0cm的圆导体片，设充电原 电荷在极板上均匀分布，两极间电场强度的时间变化率为dE/dt=2.0×1013Vm-1s-1，求(1)两极板间的位移电流； (2)两极板间磁感应强度的分布及极板边缘的磁感应强度。 解：（1）

8. R P r L (2)磁场对两极板的中心轴线具有对称分布，在垂直于该轴的 平面上，取以轴点为圆心，以r为半径的圆作积分环路，由对称性，在此积分回路上磁感应强度的大小相等，方向沿环路的切线方向，且与电流成右手螺旋。 当r=R时 可见，虽然电场强度的时间变化率已经很大，但它所触发的 磁场仍然是很弱的，在实验中不易测量到。