电动力学教学视频

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  • 时间:2012/7/30 9:03:19

麦克斯韦方程组是在库仑定律(适用于静电)、毕奥-萨伐尔定律和法拉第电磁感应定律等实验定律的基础上建立起来的。通过提取上述实验定律中带普遍性的因素,并根据电荷守恒定律引入位移电流,就可以导出麦克斯韦方程组。在物理上,麦克斯韦方程组其实就是电磁场的运动方程,它在电动力学中占有重要的地位。   
电磁试验
另一个基本的规律就是电荷守恒定律,它的内容是:一个封闭系统的总电荷不随时间改变。近代的实验表明,不仅在一般的物理过程、化学反应过程和原子核反应过程中电荷是守恒的,就是在基本粒子转化的过程中,电荷也是守恒的。
  麦克斯韦方程组给出了电磁场运动变化的规律,包括电荷电流对电磁场的作用。对于电磁场对电荷电流的作用,则是由洛伦兹力公式给出的。将麦克斯韦方程组、洛伦兹力公式和带电体的力学运动方程联立起来,就可以完全确定电磁场和带电体的运动变化。因此,麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式构成了描述电磁场运动和电磁作用普遍规律的完整体系。
  在电磁场的作用下,静止的媒质中一般可能发生三种过程:极化、磁化和传导。这些过程都会使媒质中出现宏观电流。极化和磁化的公式的另一个重要限制是不能应用于铁电和铁磁情况。铁磁质是常用的磁性媒质之一。另外,在强场情况,即使普通的媒质,也会出现非线性现象。当电场超过一定限值时,电介质甚至会被击穿。电磁波在各向异性介质中传播时,常会发生一些复杂的现象,如双折射等。在电动力学中,处理有媒质的电磁问题时,需要将麦克斯韦方程组和媒质的本构方程联立起来求解。对上面提到的那些特殊情况,须根据其本构方程作特殊研究,其中有的方面甚至发展成为电动力学的专门分支。
  在媒质运动的情况,不仅媒质中还会出现新类型的电荷电流,媒质的电磁性质也会不同。此外,由于电磁场还对媒质产生有质动力,媒质的力学运动将和其中的电荷电流以及电磁场的运动变化互相影响,有时可以形成十分复杂的状态,这种情况在等离子体中常常见到。