电磁场与电磁波 |
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电磁场的基本规律1、电荷守恒定律（1）电荷及电荷密度 电荷就是产生电场的源，电荷密度则是描述一些标准源场的物理量。主要有体、面、线、点电荷密度。根据不同的电荷密度的种类需要 使用不同的积分公式。 （2）电流及电流密度 同理，电流是磁场的源，主要有体、面、线这三种形式，点电流的概念上是存在的，但在实际中没有，只有等效概念，所以没有涉及。 （3）电荷守恒和电路连续性 所有的电荷守恒，所有的电流连续，这是基于物理规律得到的基本性质。这也是计算源的根本所在。 2、真空中静电场（1）点电荷的库仑定律 点电荷之间的作用力满足库伦定律，忽略被作用的电荷的电荷量，就是源的场强。场强是矢量场。静电场的特点是场强不随时间变化。 其他的电荷源描述方式可以在静电场的基础上积分得到。包括特殊的电偶极子。 （2）静电场的散度和旋度 前面提到静电场是矢量场。这就说明其有散度和梯度。 高斯定律：空间任意一点的电场强度的散度与该处的电荷密度有关。这里直接将E和ρ联系起来，减少了求F的步骤。 静电场的旋度为0，这表明静电场是无旋场。也就是点电荷是通量源。 3、恒定磁场的基本规律（1）安培力定律和电磁感应定律 安培力的积分形式揭示了电流源之间的作用。和静电场一样，忽略被作用的电流源的强度，可以得到磁感应强度的定义式。 这个得到的就是毕奥萨伐尔定律。 （2）恒定磁场的散度和旋度 恒定磁场也是矢量场，所以也有散度和旋度。 磁场的散度为0，旋度符合安培环路定律，即为μ*I，和电场强度E很像。 （3）小结： 静电场为无旋场，恒磁场为无散场，根据前面的 亥姆霍兹定理可以得到所有的电场和磁场都可以分解为这两中场的和。 4、媒介的电磁特性媒介，就是在前面出现的ε和μ的值的判断。 这两个物理量比较好理解，就是媒质的极化特性，表示了电场和磁感应强度的与源的关系。 而传导特性就需要注意了。σ是表示电场与电流密度的关系。这是链接磁场源和电场的关系元素。 至于相对介电常数与相对磁导率的推导就不详说了。 5、电磁感应定律和位移电流（1）法拉第电磁感应定律 磁场的通量的变化导致电场的变化。 （2）位移电流 安培环路定律对于恒磁场成立，但在时变磁场 中，恒定电流不再为全部的磁源。位移电流也参与了磁场的源。 6、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组的条件除了前面的库伦定律、法拉第电磁感应定律、奥萨伐尔定律，还有位移电流的补充。 麦克斯韦方程组解释了时变磁场的来源，作用。并且说明了磁场是无散场，磁通连续。也表明了电场是无旋场。 麦克斯韦方程组在一定程度上解释了电磁场的宏观现象。加上本构关系，可以解出所有的宏观电磁现象。 至于怎样解，后面的章节会有具体的模型，现在把握这几个关键方程即可。 7、边界条件就是散度连续和旋度连续的具体表现。在后面也会有具体的例子。这里主要描述就是H切向连续，E切向连续，B法向连续。 注意电位移矢量在法向方向不连续。具体的边界条件还是要根据具体的公式描述计算。 |
重要的名词解释
物理模型： 实战模型： |