麥克斯韋方程組 電磁場(chǎng)的物質(zhì)性

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1、第三篇第七章第二節(jié)麥克斯韋方程組磁場(chǎng)電場(chǎng)靜電場(chǎng)感生電場(chǎng)一般電場(chǎng)高斯定理環(huán)路定理一、回顧與小結(jié)一、回顧與小結(jié)二、Maxwell方程組二、Maxwell方程組1、麥克斯韋方程組的積分形式優(yōu)點(diǎn)：整體上描述一個(gè)區(qū)域中的場(chǎng)量和場(chǎng)源的關(guān)系；穩(wěn)恒情況不足：不能刻劃空間一點(diǎn)場(chǎng)源和場(chǎng)量的局域關(guān)系。二、Maxwell方程組二、Maxwell方程組2、麥克斯韋方程組的微分形式利用利用(1)是對(duì)電磁場(chǎng)宏觀實(shí)驗(yàn)規(guī)律的全面總結(jié)和概括，是經(jīng)典物理三大支柱之一。3、麥克斯韋方程組的意義二、Maxwell方程組二、Maxwell方程組方程意　義庫(kù)侖定律電荷激發(fā)電場(chǎng)中的縱場(chǎng)成分未發(fā)現(xiàn)磁單極實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)磁場(chǎng)不存在縱場(chǎng)成分電磁感應(yīng)定

2、律感生電場(chǎng)假設(shè)變化的磁場(chǎng)激發(fā)渦旋電場(chǎng)安培定律位移電流假設(shè)變化的電場(chǎng)激發(fā)渦旋電場(chǎng)(2)揭示了電磁場(chǎng)的統(tǒng)一性和相對(duì)性二、Maxwell方程組二、Maxwell方程組3、麥克斯韋方程組的意義電磁場(chǎng)是統(tǒng)一的整體；電荷與觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同時(shí)，電磁場(chǎng)可以表現(xiàn)為不同形態(tài)?？臻g帶電體對(duì)相對(duì)其靜止的觀察者—靜電場(chǎng)對(duì)相對(duì)其運(yùn)動(dòng)的觀察者電場(chǎng)磁場(chǎng)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)：運(yùn)動(dòng)點(diǎn)電荷的磁場(chǎng)3、麥克斯韋方程組的意義(3)預(yù)言了電磁波的存在（自由空間）變化的電磁場(chǎng)交替激發(fā)電磁波（可脫離電荷、電流在空間傳播）如振蕩偶極子二、Maxwell方程組二、Maxwell方程組3、麥克斯韋方程組的意義二、Maxwell方程組二、Maxwe

3、ll方程組(4)預(yù)言了光的電磁本性真空中電磁波的傳播速率(5)是經(jīng)典物理—近代物理橋梁創(chuàng)新物理概念（渦旋電場(chǎng)、位移電流）嚴(yán)密邏輯體系簡(jiǎn)潔數(shù)學(xué)形式正確科學(xué)推論(兩個(gè)預(yù)言)麥?zhǔn)戏匠滩粷M足伽利略變換→相對(duì)論建立4、麥克斯韋方程組的局限性二、Maxwell方程組二、Maxwell方程組(1)是在承認(rèn)電荷連續(xù)分布基礎(chǔ)上建立的宏觀經(jīng)典理論，未和物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)。1895年：湯姆生發(fā)現(xiàn)電子。20世紀(jì)初：洛侖茲建立電磁現(xiàn)象微觀理論→經(jīng)典電子論→量子電磁理論(2)不完全對(duì)稱不存在磁單極。思考：如果存在磁單極，麥克斯韋方程如何修正？引入磁荷、磁流由對(duì)稱性：二、Maxwell方程組二、Maxwell方程組物

4、質(zhì)存在的兩種基本形式:實(shí)物和場(chǎng)共性:能量、動(dòng)量、質(zhì)量可相互轉(zhuǎn)化:正負(fù)電子對(duì)湮沒1、電磁場(chǎng)的能量電磁場(chǎng)能量密度三、電磁場(chǎng)的物質(zhì)性三、電磁場(chǎng)的物質(zhì)性一個(gè)區(qū)域V中的電磁場(chǎng)總能量：區(qū)域Ｖ中電磁場(chǎng)能量的增加率：V中消耗的焦耳熱功率V單位時(shí)間內(nèi)流入到V中的電磁場(chǎng)能量定義：——電磁波的能流密度矢量意義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過垂直于傳播方向的單位面積的電磁能量三、電磁場(chǎng)的物質(zhì)性三、電磁場(chǎng)的物質(zhì)性2、電磁場(chǎng)的質(zhì)量與動(dòng)量電磁場(chǎng)的動(dòng)量密度電磁場(chǎng)的質(zhì)量密度三、電磁場(chǎng)的物質(zhì)性三、電磁場(chǎng)的物質(zhì)性若此動(dòng)量被物質(zhì)表面吸收，則單位表面受力(壓強(qiáng))：動(dòng)量被物質(zhì)表面反射，則單位表面受力(壓強(qiáng))：真空實(shí)驗(yàn)證實(shí)：懸絲反射鏡結(jié)論：電磁波具有

5、能量、質(zhì)量、動(dòng)量--電磁波物質(zhì)。三、電磁場(chǎng)的物質(zhì)性三、電磁場(chǎng)的物質(zhì)性特殊性（場(chǎng)物質(zhì)與實(shí)物物質(zhì)的區(qū)別）:(2)場(chǎng)物質(zhì)在真空中的運(yùn)動(dòng)速度永遠(yuǎn)是光速c=3?108m/s.(1)場(chǎng)物質(zhì)沒有靜止質(zhì)量,以波的形式在空間傳播,但以粒子的形式與物質(zhì)相互作用.(3)場(chǎng)物質(zhì)在空間有疊加性.三、電磁場(chǎng)的物質(zhì)性三、電磁場(chǎng)的物質(zhì)性實(shí)驗(yàn)定律庫(kù)侖定律安培定律高斯定理環(huán)路定理兩個(gè)假設(shè)揭示電磁場(chǎng)根源渦旋電場(chǎng)位移電流電場(chǎng)：由電荷和時(shí)變磁場(chǎng)產(chǎn)生；磁場(chǎng)：由電流和時(shí)變電場(chǎng)產(chǎn)生。推廣高斯定理環(huán)路定理麥克斯韋方程組電磁場(chǎng)波動(dòng)方程(電磁場(chǎng)以波動(dòng)形式傳播）預(yù)言:指出光是電磁波的一種，光在真空中的傳播速度為：電磁波，課堂小結(jié)課堂小結(jié)1、等效

6、代替作用（功能）相同本質(zhì)相同思想與方法思想與方法2、對(duì)稱思想時(shí)空對(duì)稱數(shù)學(xué)對(duì)稱抽象對(duì)稱作業(yè)7.9;7.11ClassoverClassover