电动力学导论
电动力学导论自学指导书
电动力学导论自学指导书电动力学导论自学指导书(函授生用)童国平编浙江师范大学数理学院物理学系第一章电磁现象的普遍规律通过静电场和静磁场的实验定律的分析,再研究变动情况下新的实验定律,由此总结出Maxwell方程组和洛仑兹力公式。
电磁场是物质存在的一种形态,它有特定的运动规律和物质属性。
一、内容提要1.库仑定律2.电场强度电场强度的定义:点电荷:点电荷组:电荷连续分布:3.电荷在电场中的受力4.高斯定理和电场的散度高斯定理:或者(在内)电场的散度:,表明静电场是有源场。
静电场的环路定理:电场的旋度:,表明静电场是无旋场。
5.电荷守恒定律或者其中或者稳恒电流:6.毕奥-萨伐尔定律或者它是一个实验定律。
电流元在磁场中的受力:7.磁场的环量和旋度(是在内)或者磁场的旋度:,有旋场。
8.磁场的散度磁场的高斯定理:散度:,静磁场是无源场。
9.电磁感应定律或者若回路是固定的,则有也可表示为:,这是磁场对电场的作用的基本规律。
10.位移电流密度(真空)11.介质的极化极化强度矢量:,是点函数。
对各向同性的线性介质:12.介质的磁化磁化强度的定义:,是点函数。
对各向同性的非铁磁物质:13.麦克斯韦方程组真空情形:有介质的情形:,洛仑兹力公式+麦克斯韦方程组=电动力学理论基础14.诱导电流磁化电流和极化电流:总诱导电流:15.电磁场边值关系16.电磁场能量密度和能流密度能量密度:(介质)(真空)能流密度或坡印亭矢量:17.能量守恒定律积分式:微分式:洛仑兹力公式:(力密度)二、基本概念1.静电场的散度:电荷是电场的源,电场线从正电荷发出而终止于负电荷。
没有电荷分布的地点,故在该点上电场的散度为零,既没有电力线发出,也没有电力线终止,但可以有电力线连续通过。
局域性质:空间某点邻域上场的散度只和该点上的电荷密度有关,而与其他地点的电荷分布无关;电荷只激发其邻近的场,而远处的场则是通过场本身的内部作用传递出去的。
对运动电荷实验证明,其局域关系仍然成立,但场不能用库仑定律形式表示出来。
电动力学0绪论
(
)
(
) (
)
(0.22) (0.23) (0.24) (0.25)
G G G G G G G G G G ∇ f ⋅ g = ( g ⋅ ∇) f + f ⋅ ∇ g + f × (∇ × g ) + g × ∇ × f ,
(
)
)
(
)
∇ ⋅ ∇ϕ = ∇ 2ϕ , G G G ∇ × ∇ × f = ∇ ∇ ⋅ f − ∇2 f .
(0.7)
在直角坐标系中
*
数学手册 P446 绪 论
Wenji DENG 2010.3.1
电动力学讲义
第 3 页(共 6 页)
G ∂A ∂A ∂A divA = x + y + z , ∂x ∂y ∂z
所以,矢量场的散度常常直接表示为梯度算符与矢量的点乘,即
(0.8)
G G divA = ∇ ⋅ A.
绪
论
Wenji DENG 2010.3.1
电动力学讲义
第 2 页(共 6 页)
§0.1 矢量分析
标量场的梯度(gradient) 、矢量场的散度(divergence)和旋度(rotation, curl)都可以采用体积导数的 * 方式作统一的定义 ,与高等数学中常用的定义方式互为补充。 所谓体积导数,是指场量的高斯曲面积分 体积 V 之比的极限值。 【梯度】 1_梯度可定义为标量场的体积导数
G
G G
G
[问题] 利用 Stokes 定理(0.14)式证明(令 A = cϕ ,且 c 为任意常矢量)
G
G
G
∫∫ dσ × ( ∇ϕ ) = v ∫ ϕ d A.
S L
电磁场重要公式推导过程 电动力学导论
电磁场重要公式推导过程电动力学导论嘿,朋友!咱们今天来聊聊电磁场那些重要公式的推导过程,这就像是一场奇妙的探险之旅呢!你知道吗?电磁场就像是一个神秘的魔法世界,充满了各种奇妙的规律和公式。
比如说麦克斯韦方程组,那可真是电磁场领域的瑰宝啊!咱们先来说说电场强度的公式。
想象一下,电场就像是一群小精灵在空间中跳跃,而电场强度就是衡量这些小精灵跳跃活力的指标。
它的公式 E = F / q ,这里的 F 是电荷受到的力,q 是电荷量。
这不就好像是通过观察小精灵们推东西的力气大小,来判断它们有多活跃嘛!再看看磁场强度的公式B = F / (qv sinθ) ,这里的 F 是运动电荷受到的磁场力,q 是电荷量,v 是电荷运动速度,θ 是速度方向和磁场方向的夹角。
这是不是有点像在观察一群沿着不同方向奔跑的小精灵,受到的神秘力量的影响呢?接着就是高斯定理啦,那可是描述电场和电荷分布关系的重要法宝。
就好像是知道了一堆糖果在盒子里的摆放方式,就能算出盒子周围的甜味有多浓一样。
还有安培环路定理,它和电流与磁场的关系紧密相连。
这就好比是电流像一群小河流,而磁场就是小河流周围的微风,通过观察小河流的流动,就能知道微风的强弱和方向。
在推导这些公式的过程中,咱们得像侦探一样,仔细观察各种现象,不放过任何一个小细节。
比如说,为啥电场线不能相交?这就好比两条路不能在同一个点同时指向不同的方向,不然不就乱套了嘛!再想想,为啥磁场总是闭合的曲线?这就好像是一个调皮的小孩,无论怎么跑,最终都得回到家一样。
总之,电磁场的公式推导过程充满了趣味和挑战。
咱们得有耐心,有好奇心,才能真正揭开这个神秘世界的面纱。
朋友,你准备好和我一起在这个神奇的电磁场世界里继续探索了吗?我觉得啊,深入理解电磁场的公式推导过程,不仅能让我们在物理的海洋里畅游得更畅快,还能让我们感受到大自然的神奇和美妙,这难道不是一件超级棒的事情吗?。
电动力学(全套课件)ppt课件
电磁波的传播遵循惠更斯原理,即波 面上的每一点都可以看作是新的波源。
电磁波在真空中的传播速度等于光速, 而在介质中的传播速度会发生变化。
电磁波的能量与动量
01
电磁波携带能量和动量,其能量密度和动量密度与 电场和磁场的振幅平方成正比。
02
电磁波的能量传播方向与波的传播方向相同,而动 量传播方向则与波的传播方向相反。
03
电磁波的能量和动量可以通过坡印廷矢量进行描述 和计算。
06
电动力学的应用与发展前 景
电动力学在物理学中的应用
描述电磁现象
电动力学是描述电荷和电流如何 产生电磁场,以及电磁场如何对 电荷和电流产生作用的理论基础。
解释光学现象
光是一种电磁波,电动力学为光 的传播、反射、折射、衍射等现 象提供了理论解释。
麦克斯韦方程组与电磁波
01
麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程组,包括高斯定律、 高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和安培环路定律。
02
电磁波是由变化的电场和磁场相互激发而产生的,其传播速度
等于光速。
麦克斯韦方程组揭示了电磁波的存在和传播规律,为电磁学的
03
发展奠定了基础。
电磁波的性质与传播
电磁波具有横波性质,其电场和磁场 振动方向相互垂直,且都垂直于传播 方向。
电场能量
W=∫wdV,表示整个电场 中的总能量。
功率
P=UI,表示单位时间内电 场中消耗的能量或提供的 能量。
04
恒磁场
磁感应强度与磁场强度
磁感应强度的定义与物理意义 磁感应强度与磁场强度的关系
磁场强度的定义与计算 磁场的叠加原理
安培环路定理与磁通量
01
安培环路定理 的表述与证明
电动力学重要公式推导过程 电动力学导论
电动力学重要公式推导过程电动力学导论嘿,朋友们!咱们今天来聊聊电动力学里那些重要公式的推导过程,这可真是一场奇妙的知识之旅。
你想想,电动力学就像是一个神秘的魔法世界,而那些公式就是打开这个世界大门的神奇钥匙。
比如说麦克斯韦方程组,那可是电动力学的核心法宝。
咱们先来说说高斯定律。
它就好像是一个大网,能把电场里的电荷都给兜住。
你看啊,想象一下一个封闭的空间,电荷在里面就像是调皮的孩子,而高斯定律就是那个能数清楚孩子个数的老师,不管这些孩子怎么蹦跶,老师都能准确知道有多少个。
这难道不神奇吗?再看看安培-麦克斯韦定律。
这就好比是一条无形的道路,电流和变化的电场在上面欢快地奔跑。
电流产生的磁场就像路上飞驰的汽车,而变化的电场就像是突然冒出来的一阵风,都会对磁场产生影响。
法拉第电磁感应定律呢,就像是一个会变身的小精灵。
当磁场变化时,它就能变出电场来。
这就好像是魔术师手里的魔术棒,轻轻一挥,就有了新的奇迹。
还有电场的散度和旋度,这俩就像是一对性格迥异的兄弟。
散度决定了电场的源,就像水源决定了河流的起点;旋度则决定了电场的旋转特性,像龙卷风一样有着独特的形态。
在推导这些公式的过程中,可不能马虎。
每一步都像是在搭积木,一块一块地,要稳稳当当。
稍有差错,这积木可就倒啦!比如说,在计算电场强度的时候,那各种积分、微分可不能搞错。
这就好比做菜放盐,多一点少一点味道就大不一样。
总之,电动力学的公式推导就像是一场精心编排的舞蹈,每一个动作都要精准到位,才能跳出美妙的旋律。
只有深入理解了这些推导过程,我们才能真正掌握电动力学的精髓,在这个神奇的领域里自由翱翔。
所以朋友们,别害怕这些复杂的推导,勇敢地去探索,你会发现其中的无限乐趣和惊喜!。
电动力学导论 亥姆霍兹定理
电动力学导论亥姆霍兹定理
电动力学是物理学中研究电荷、电场、电流和磁场之间相互作用的
一门学科。
在电动力学的研究中,亥姆霍兹定理是一项非常重要的理论,它描述了电场和磁场之间的关系,并提供了求解电场和磁场的方程。
在电动力学中,电场和磁场是描述电荷和电流分布以及它们之间相
互作用的重要概念。
电场是指空间中任何一点处由电荷引起的力的场,而磁场则是由电流引起的力的场。
电场和磁场之间有一定的关系,而
亥姆霍兹定理正是描述了这种关系。
亥姆霍兹定理指出,任意具有连续二阶偏导数的矢量函数都可以表
示为两个无旋场和无散场的和。
这意味着任意矢量场都可以分解为一
个无旋场和一个无散场的组合。
在物理学中,无旋场表示磁场,无散
场表示电场,因此亥姆霍兹定理可以用于描述电场和磁场之间的关系。
通过亥姆霍兹定理,我们可以将复杂的电磁场问题简化为更容易求
解的无旋场和无散场问题。
这为电动力学的研究和应用提供了重要的
数学工具。
在实际应用中,亥姆霍兹定理被广泛应用于电磁场的计算
和分析,为工程技术领域提供了重要支持。
总的来说,亥姆霍兹定理是电动力学中一个非常重要的理论,它描
述了电场和磁场之间的关系,为电磁场问题的求解提供了重要的数学
方法。
在电动力学的研究和应用中,亥姆霍兹定理起着至关重要的作用,促进了电磁场理论的发展和应用。
电动力学导论格里菲斯英文版
电动力学导论格里菲斯英文版Alright, let's dive into the world of electrodynamics with a casual approach!You know, when you start thinking about electricity and magnetism, it's like opening a door to a whole new realm of wonders. The concept of force fields, how charges interact at a distance, it's all fascinating. And when you delve deeper into Griffith's book, it all starts to make sense.One thing that really stands out is how he explains Maxwell's equations. Not just the mathematical jargon, but the real-world implications. It's like he's taking you on a journey through the fabric of space and time, showing you how electromagnetic waves travel and how they're all connected.And then, there's the part about electric circuits. Oh, the joy of Ohm's law and Kirchhoff's rules! It's like solving a puzzle, trying to figure out how the currentflows and where the voltage drops. It's both challenging and rewarding when you finally get it.But wait, there's more! Electromagnetic induction, motors, generators, all these things start to make sense when you understand how magnetic fields can induce electric currents. It's like magic, but with science behind it.And let's not forget about the applications. From radio waves to microwaves, from MRI machines to particle.。
《电动力学》ppt课件
利用毕奥-萨伐尔定律计算长直导线、圆电流线圈、无限长载流螺 线管等电流分布下的磁场分布。
矢量磁位和标量磁位引入
矢量磁位定义
为简化磁场计算,引入 矢量磁位A,使得 B=∇×A。
标量磁位定义
在不存在电流的区域, 可以引入标量磁位φm, 使得A=-∇φm。
应用举例
利用矢量磁位和标量磁 位求解无界空间中的恒 定磁场问题,如磁偶极 子、磁多极子等。
超导材料与电磁学 探讨超导材料在电磁学领域的应用前 景,如超导磁体、超导电机等。
无线充电技术
介绍无线充电技术的基本原理和发展 趋势,以及电磁学在其中的关键作用。
量子电磁学
概述量子电磁学的基本概念和研究方 向,如量子霍尔效应、拓扑物态等。
生物电磁学
探讨生物电磁学在医学、生物学等领 域的应用,如生物电磁成像、神经电 磁刺激等。
天线设计方法
根据需求选择合适的天线类型(如 偶极子天线、微带天线等),确定 工作频率、带宽、增益等参数,进 行仿真优化和实物测试。
无线通信系统基本原理简介
无线通信系统组成
包括发射机、信道、接收机等部分,实现信息 的传输和接收。
无线通信基本原理
利用电磁波作为信息载体,通过调制将信息加载到载 波上,经过信道传输后,在接收端进行解调还原出原 始信息。
静电场能量计算
可通过对能量密度在整个场空间内的积分得到。
静电场能量转换
当电荷在静电场中移动时,静电能与其他形式的能量之间可发生转换, 如机械能、热能等。
03
恒定磁场分析与应用
毕奥-萨伐尔定律及磁场强度计算
毕奥-萨伐尔定律内容
描述电流元在空间任意点P处所激发的磁场。
磁场强度计算
通过毕奥-萨伐尔定律,可以计算载流导线在空间任意一点处的磁 场强度。
电动力学导论
c) 球坐标系
坐标变量:
( x1 , x2 , x3 ) = (r ,θ , φ )
与笛卡儿坐标的关系:
x = r sin θ cos φ , y = r sin θ sin φ , z = r cos θ
拉梅系数:
h1 = 1 , h2 = r , h3 = r sin θ
1 ∂ r ∂ r 1 ∂ r ∇ = er + eθ + eφ ∂r r ∂θ r sin θ ∂φ
散度可用来表征空间各点矢量场发散的强弱程 r 度,当div A > 0 ,表示该点有散发通量
r 的正源;当div A < 0 ,表示该点有吸收通量的负源; r 当div A,表示该点为无源场。 =0
(3)高斯定理 高斯定理
r r r ∫∫ A ⋅ ds = ∫ ∇ ⋅ AdV
s V
它将一个闭合曲面的面积分转为该曲面所包围体积 一个闭合曲面的面积分 一个闭合曲面的面积分 曲面所包围体积 体积分,反之亦然。 的体积分
例子:
′) 2 + ( y − y′) 2 + ( z − z ′) 2 r = (x − x
r ∂r r ∂r r ∂r ∇′r = ex + ey + ez ∂x′ ∂y′ ∂z ′ ∂r ( x − x′) ∂r ( y − y′) ∂r ( z − z ′) =− , =− , =− ∂x′ ∂y′ ∂z ′ r r r
(3) 不同坐标系中的微分表达式 a) 笛卡儿坐标 x1=x, x2=y, x3=z h1=1,h2=1,h3=1
r ∂ r ∂ r ∂ ∇ = ex + ey + ez ∂x ∂y ∂z
r ∂ϕ r ∂ϕ r ∂ϕ ∇ϕ = ex + ey + ez ∂x ∂y ∂z r ∂ Ax ∂ A y ∂ Az ∇⋅A= + + ∂x ∂y ∂z r r r ex e y ez r ∂ ∂ ∂ ∇× A = ∂x ∂y ∂z Ax A y Az ∂ ϕ ∂ ϕ ∂ ϕ ∇ ϕ = + + 2 2 ∂x ∂y ∂z 2
电动力学导论格里菲斯中文版第五章
电动力学是物理学中非常重要的分支之一,它研究电荷和电荷所产生的电场之间的相互作用。
而《电动力学导论格里菲斯中文版》是由美国加州大学河滨分校的大卫·J·格里菲斯所撰写的一本电动力学经典教材,其中第五章主要讨论的是磁场的静止情况和运动情况。
1. 静磁场第五章开篇即介绍了静磁场的基本概念和性质。
在这一部分中,格里菲斯首先介绍了磁场的产生原理,即电流产生磁场的安培定律。
通过对安培定律的深入探讨,读者可以逐步理解磁场的强弱和方向是如何受电流产生的影响的。
在阐述完安培定律后,格里菲斯进一步引入了磁场的高斯定律和比奥-萨伐特定律,这两个定律分别用于描述磁场的闭合性和洛伦兹力的作用。
2. 磁场的变化第五章的第二部分涉及到磁场的变化情况。
讨论了磁感应线圈、法拉第电磁感应定律和自感等内容。
这部分内容探讨了磁场与时间的关系,解释了磁场变化对于感生电动势和感生电流的影响,为后续章节的讨论奠定了基础。
3. 资料分析和补充第五章的第三部分主要是对前两部分内容的回顾和总结。
并结合实际例子来对磁场的理论知识进行应用和延伸,使读者能够更加直观生动地理解磁场的作用和应用。
总结通过对《电动力学导论格里菲斯中文版》第五章的深入阐述和梳理,不仅加深了我对静磁场和磁场变化的理解,同时也为我在电动力学领域的学习和研究提供了丰富的知识储备。
在学习过程中,我也意识到电动力学作为物理学中的重要分支,其理论知识和实际应用都具有广泛的价值和意义。
希望通过对电动力学的学习和探索,能够在相关领域取得更多的成果,并为科学研究和技术创新做出自己的贡献。
第五章的内容涵盖了静磁场和磁场的变化,这些内容是电动力学中非常重要的组成部分。
在这一部分中,格里菲斯详细地介绍了静磁场的基本概念和性质,包括安培定律、高斯定律和比奥-萨伐特定律。
通过对这些定律的深入探讨,读者可以更加深入地理解磁场与电流之间的关系,以及磁场的闭合性和洛伦兹力的作用。
在第二部分中,磁场的变化成为焦点,涉及到磁感应线圈、法拉第电磁感应定律和自感等内容。
电动力学导论格里菲斯中文版第五章
电动力学导论格里菲斯中文版第五章【导读】本文将深入探讨《电动力学导论》格里菲斯中文版的第五章——电势、电场和库仑定律。
文章将从基本概念入手,逐步引入相关理论和计算方法。
通过本文的阅读,读者将对电势和电场的概念有更深入的理解,同时能够掌握库仑定律的应用。
作者将分享个人的观点和理解,以期引发读者对电动力学的思考和探索。
在文章末尾,将进行总结和回顾,帮助读者进一步深化对该主题的理解。
【正文】第五章《电势、电场和库仑定律》是《电动力学导论》格里菲斯中文版中的重要章节。
在这一章中,我们将深入研究电势、电场以及库仑定律,探索它们在电动力学领域的重要性和应用。
电势是电场的一种重要性质,它描述了电荷在电场中所具有的能量状态。
在这一章中,我们将从电势的基本概念开始,逐步引入相关理论和计算方法。
我们需要了解电势差的概念。
电势差描述的是电场中两点之间的电势差异。
在电势差的计算中,电势零点的选择是很重要的。
常见的电势零点选择有无限远处和无穷远处。
不同电势零点的选择会导致电势值和能量的不同解释,因此在计算过程中需要谨慎选择。
接下来,我们将深入研究电势在电场中的分布情况,即电势的等势面。
等势面是电势相等的点所组成的曲面,它描述了在电场中电势的空间分布情况。
通过研究等势面,我们可以得到电场的性质和分布。
在计算中需要注意电势与电场强度的关系,这是一种基本的数学关系,它表示了单位正电荷所受到的力和电势梯度之间的关系。
除了电势,电场也是电动力学研究的重要内容。
电场由电荷引起,可以通过电荷之间的相互作用来描述。
在这一章中,我们将通过库仑定律来研究电场。
库仑定律描述了电荷间引力或排斥力与它们之间的距离以及电荷的大小之间的关系。
通过库仑定律,我们可以计算出电场强度,并研究电场的分布和性质。
在计算中,需要注意电荷的正负导致电场的方向不同,这是电动力学中一个重要的概念。
在理解了电势和电场的基本概念之后,我们将进一步探讨电荷的叠加原理。
电荷的叠加原理是基于库仑定律和电场叠加原理的,它描述了多个电荷共同作用于某一点时的电场强度。
光子和原子,量子电动力学导论
光子和原子,量子电动力学导论1引言量子电动力学(QED)的研究对象是电磁相互作用的量子性质(光子的发射及吸收),带电粒子的产生及湮没,带电粒子间的散射及带电粒子与光子间的散射等。
在量子力学范围内,将带电粒子与电磁场相互作用当作微扰,来处理光的吸收和受激发射问题,但却不能处理光的自发射问题。
如果把电磁场作为经典场看待,在发射光子以前根本不存在辐射场。
原子中处于激发态的电子是量子力学中的定态,没有辐射场作为微扰,它就不会发生跃迁。
而自发射是确定存在的事实,为了解释该现象并定量地给出它的发生几率,在量子力学中只能用变通的办法来处理。
通常利用对应原理,把原子中处于激发态的电子看成是许多谐振子的总和,把产生辐射的振荡电流认定与量子力学的某些跃迁矩阵元相对应,用以计算自发射的跃迁几率。
从这个处理办法可得到普朗克的辐射公式,以此反过来说明对应原理的处理是可行的。
为了解释兰姆位移,可引入重正化的概念。
通过重正化的概念把发散量确切而不含混地归入电荷与质量的重新定义之中,从而使高阶近似的理论结果都不再包含发散。
发散量的处理利用了相对论协变性及规范不变性。
新理论表述之所以能够作到确切地处理发散量,是因为从一开始就把理论表述严格地建立在相对论协变形式及规范不变要求的基础之上。
对辐射场加以量子化,除了得到光子的波粒二象性的明确表述以外,还解决了上述矛盾。
电磁场在量子化以后,电场强度(E)和磁场强度(H)都成为算符。
在没有光子存在的状态(它被称为是辐射场的真空态)中,E和H 的平均值为零。
但E与H的平均值不为零(否则均方;差就同时为零了)。
这就是量子化辐射场的真空涨落。
它与量子力学中谐振子的零点能十分类似。
场在量子化以后,产生和湮没成为普遍的、基本的过程。
因此在原子处于激发态时,虽然没有光子存在,电子仍能向低能态跃迁并产生光子。
从辐射场量子理论的表述出发,可以计算各种带电粒子与电磁场相互作用基本过程的截面,例如,康普顿效应、光电效应、轫致辐射、电子对产生及电子对湮灭等。
电动力学课件0-(带目录)
电动力学课件01.引言电动力学是物理学中的一个重要分支,主要研究电荷、电流、电磁场以及它们之间的相互作用规律。
电动力学的发展历程可以追溯到19世纪,当时的科学家们通过实验和理论研究,逐步揭示了电磁现象的本质和规律。
本课件旨在介绍电动力学的基本概念、理论框架和重要应用,帮助读者系统地了解电动力学的基本原理和方法。
2.麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电动力学的基础,描述了电磁场的基本性质和演化规律。
麦克斯韦方程组包括四个方程,分别是:(1)高斯定律:描述了电荷分布与电场之间的关系,即电荷产生电场,电场线从正电荷出发,终止于负电荷。
(2)高斯磁定律:描述了磁场的无源性质,即磁场线是闭合的,没有磁单极子存在。
(3)法拉第电磁感应定律:描述了时变磁场产生电场的现象,即磁场的变化会在空间产生电场。
(4)安培环路定律:描述了电流和磁场之间的关系,即电流产生磁场,磁场线围绕电流线。
3.电磁波的传播(1)电磁波的传播速度:在真空中,电磁波的传播速度等于光速,即c=3×10^8m/s。
(2)电磁波的能量:电磁波传播过程中,电场和磁场交替变化,携带能量。
(3)电磁波的极化:电磁波的电场矢量在空间中的取向称为极化,可分为线极化、圆极化和椭圆极化。
(4)电磁波的反射、折射和衍射:电磁波在遇到边界时会发生反射和折射现象,同时还会产生衍射现象。
4.动态电磁场(1)电磁场的波动方程:描述了电磁波的传播规律,包括波动方程的推导和求解。
(2)电磁场的能量和动量:研究电磁场携带的能量和动量,以及它们与电荷、电流之间的相互作用。
(3)电磁场的辐射:研究电磁波在空间中的辐射现象,包括辐射源、辐射功率和辐射强度等。
5.电动力学应用(1)通信技术:电磁波的传播特性使其成为无线通信的理想载体,广泛应用于方式、电视、无线电等领域。
(2)能源传输:电磁感应原理使电能的高效传输成为可能,如变压器、发电机等。
(3)电子设备:电磁场的控制和应用是电子设备工作的基础,如电脑、方式、家用电器等。
电动力学导论 格里菲斯
电动力学导论格里菲斯
1 简介
《电动力学导论》是一本经典的物理学教材,被广泛应用于大学本科电动力学课程的教学。
该书由美国物理学家David J. Griffiths 撰写,全面阐述了电磁现象的本质及其在物理学和现代技术中的重要应用。
2 内容概述
本书主要内容包括三部分:静电学、静磁学和动电磁学。
在静电学部分,主要讲解电场的产生、电荷分布和电势,以及电介质的极化和电容等概念。
在静磁学部分,阐述了磁场的产生、磁通量、磁介质和安培定律等相关知识。
而在动电磁学部分,则进一步扩展了我们对电磁现象的理解,讲解了电磁波、相对论电动力学、电磁感应和电磁波导等高级概念。
3 特点与意义
该书以简明易懂的方式呈现物理学的基础知识,突出了物理学中重要的思考方式和方法。
与其他同类书籍相比,该书的内容更侧重于实际问题的应用,并涵盖了一系列实验和例题,帮助读者更好地理解知识点。
4 适用对象
《电动力学导论》适合学习过多元微积分和矢量分析等基础数学知识的大学本科理工科学生学习。
该书适用于电学、光学和电子学等基础和高级物理学课程,并被广泛应用于量子物理学、相对论和天体物理学等高等物理学领域。
5 书评
作为一本经典的物理学教材,《电动力学导论》以其严密的学术态度、思维深度和实例解析备受读者推崇。
该书不仅对进一步学习电动力学科学奠定了坚实基础,同时也帮助读者培养了物理学的思维方法和实践技能。
综上所述,这本书是一本物理学学习者必备的经典之作。
电动力学chapter1-2
的总电荷在单位时间内的减少量
SJ
dS
d dt
V
dV
如果所选取的曲面不随时间而变化,则上式可写成:
SJ dS
d dt
V
dV
V
t
dV
由高斯定理得:
SJ
dS
V
JdV
V
t
dV
或者
V
J
t
dV
0
J
0
t
此为电荷守恒定律的数学表达式,也称为电流的连续性方程。
再注意几点:
a)
这里的
x,
t 为电荷密度,而
本节关于静磁场的讨论,我们将和静电场做比较,简要的 给出静磁场的基本特征
1. 电流、电荷守恒定律
1)电流密度矢量
J
的定义:
a) 空间某处电流密度矢量的方向就是该处正电荷漂移的
方向;
b) 大小等于单位时间垂直通过单
位面积的电量;
c) 设空间某位置处的电荷密度为
,电荷运动的平均速度为 v ,则有
J
0
这是电动力学的基本方程之一。
6、 磁场的旋度
B
A
A
2
A
——(2.16)
首先分析第一项:
A
0 4
J
(
x ' )dV
'
r
由于 只对观察点 x 微商,则有
J
x,
t
为电(荷)流密度,
那么守恒定律的形式是:流密度的散度+电荷量密度变
化率=0。这是关于粒子流守恒的一般形式。
b) 类似的还有在介质的极化部分我们会见到类似的连续
性方程:
极化电荷密度与极化电流也满足电流的连续性方程:
电动力学导论 第三版 第四版区别
电动力学导论第三版第四版区别电动力学是研究电荷的运动和与之相关的电场、磁场以及它们之间的相互作用的物理学分支。
在电动力学导论的学习中,第三版和第四版有一些区别。
本文将对这两个版本进行比较,并逐一阐述它们的不同之处。
第三版和第四版的标题就有所不同。
第三版的标题是《电动力学导论》,而第四版的标题则是《电动力学导论:电磁学基础》。
从标题上可以看出,第四版相较于第三版更加明确地强调了电动力学与电磁学之间的关系。
在内容方面,第四版相比第三版进行了一些更新和扩充。
首先,第四版在电动力学的数学基础和向量分析的介绍上更加详细和全面。
这使得读者在学习电动力学的过程中更容易理解和应用相关的数学工具。
第四版在电场和电势的讲解上进行了深入和拓展。
它对电场和电势的概念进行了更加清晰的解释,并引入了更多的实例和应用。
这有助于读者更好地理解电场和电势的本质,并能够熟练地运用它们进行问题的求解。
第三版和第四版还在磁场和电磁感应的讲解上有所不同。
第四版对磁场和电磁感应的内容进行了扩充,增加了更多的实例和应用。
这使得读者能够更全面地了解磁场和电磁感应的原理,并能够灵活运用它们解决实际问题。
第四版还在电磁波和电磁辐射的介绍上进行了改进。
它对电磁波和电磁辐射的性质和传播进行了更加详细和系统的讲解。
这使得读者能够更深入地理解电磁波和电磁辐射的本质,并能够应用它们进行相关研究和工程实践。
总的来说,第三版和第四版在电动力学导论这门课程的内容上有一些区别。
第四版相比第三版进行了一些更新和扩充,更全面地介绍了电动力学的相关知识。
它在数学基础、电场和电势、磁场和电磁感应以及电磁波和电磁辐射等方面都进行了更加详细和系统的讲解。
这使得读者能够更好地掌握电动力学的基本概念和原理,并能够应用它们解决实际问题。
第三版和第四版的《电动力学导论》在标题和内容上有一些区别。
第四版相较于第三版更加明确地强调了电动力学与电磁学之间的关系,并在内容上进行了更新和扩充。
griffith电动力学导论
griffith电动力学导论English Answer:Griffith's Introduction to Electrodynamics is a highly regarded textbook on classical electromagnetism. It is written in a clear and concise style, making it an ideal resource for students studying electromagnetism for the first time. The book covers a wide range of topics, including electrostatics, magnetostatics, and electromagnetic waves.One of the strengths of Griffith's book is its use of examples and illustrations to explain complex concepts. This makes the book more accessible to students, and it helps them to develop a deeper understanding of the material. The book also includes a large number of exercises, which can be used to test students' understanding of the material and to practice applying the concepts to real-world problems.Overall, Griffith's Introduction to Electrodynamics is an excellent textbook for students studying classical electromagnetism. It is well-written, clear, and concise, and it provides a comprehensive treatment of the subject.中文回答:格里菲斯的《电动力学导论》是一本备受推崇的经典电磁学教科书。
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电动力学导论
电动力学导论:
一、什么是电动力学?
1、定义:电动力学是一门研究电场、电磁场和关联计算的实际应用的学科。
2、特点:它是多学科交叉整合的、带有器件模型的、具有非线性特性的。
二、电动力学的应用
1、航空航天技术:电动力学可以帮助让机器正确检测、解决、操作和控制地的问题。
2、生活应用:电动力学可以用于定位、导航、能源转换等,满足人们生活中的需求。
3、自动控制系统:电动力学可以用于机器的自动控制,增加效率。
三、电动力学的组成要素
1、电场:电场是由电荷和其产生的能量构成的,能够影响物体间的运动和变形。
2、电磁场:电磁场由电场和磁场共同构成,电场会影响磁场,而磁场也会影响电场。
3、电动力:电动力是指物体在电场下受力,产生加速度,决定物体运
动方向的力。
四、电动力学的开发历史
1、古典电磁学:17世纪中期,意大利物理学家亚弗拉姆·古腾堡提出了古典电磁学的概念,开发了电示数学理论,揭示了电磁场和电动力的概念。
2、电力学:20世纪50年代,美国物理学家马克斯·普朗克等开发的电力学,为电动力学的研究做出了重要贡献。
3、电动力学:20世纪末,电动力学作为一门新兴的学科迅速发展,为机械、电子、软件产业提供了解决方案。
五、电动力学的研究方法
1、数学模型:建立用于表达电力学、电磁学和电动力学的数学模型,以更直观的方式传达信息。
2、数值计算:通过数值计算模拟和求解电动力学问题,得出问题的最优解。
3、解析法:通过解析法分析问题,推动电动力学问题的理论研究,从而为实际应用共同助力。