第一式表示,电场强度对任意封闭曲面的通量,只决定于包围在该封闭曲面内的电量的

代数和,它反映了电荷以发散的方式激发电场,这种电场线是有头有尾的。 第二式表示,电场强度对任意闭合路径的环流取决于磁感强度的变化率对该闭合路径所圈围面积的通量,它表明变化的磁场必伴随着电场,而变化的磁场是涡旋电场的涡旋中心。 第三式表示,磁感强度对任意封闭曲面的通量恒为零,它反映了自然界中不存在的磁荷。 第四式表示,磁感强度对任意闭合路径的环流取决于通过该闭合路径所圈围面积的传导

∑?ε=?q S d E S 1 0t R C C I I e -=00q I RC =0022 44t RC t RC

C I q j e e r r RC ππ--==02

4t RC C j q E e v vRC r π-==000222 14t RC D q

E j e t vR C r εεπ-?==-?C Q Q C U I R

==C Q I RC =000C

C j Q E dS dS I v v εεε=?=?=?? 0vR C ε=D C j j =-0 t C D j j j =+=

电流和电场强度的变化率的通量,它反映了传导电流和变化的电场都是磁场的涡旋中心,同时也表明变化的电场必伴着磁场。

2、电磁波 1电磁场

变化的电场激发磁场,变化的磁场激发电场。变化的电场和磁场相互联系,互为因果,形成一个不可分离的统一场,这个统一的场称为电磁场。

① 电磁场是一种物质,具有能量、质量和动量。 ② 电磁场的静止质量为零。 ③ 电磁场的传播速度不因参考系的不同而改变。 ④ 几个电磁场可以同时占据同一空间。 2电磁波

任何变化的电磁场,都不会局限在空间某个区域,而会由近及远以一定的速度向周围空间传播出去。这种变化的电磁场在空间的传播过程,称为电磁波。 在远离波源的自由空间(没有自由电荷和传导电流中传播的电磁波可近似看成平面电磁波。电矢量和磁矢量满足的波动方程为:

2 2 2

22 x x

E E C t z ??=?? 222 22 y y B B C t

z ??=?? 3真空中平面电磁波的性质 ① 电磁波是横波,E 与B 都与传播方向K 垂直且遵循右手螺旋关系。 ② E 和B

相位相同,大小成正比,即E CB =。 ③

电磁波在真空中传播的速度等于真空中的光速,即 C = 。

§5.7 电磁场的能量与动量

1、电磁场的能量 能流密度 1电磁场的能量

当随时间变化的电磁场以恒定的速度传播时,必将伴随能量的传播。对给定区域而言,能量不再是恒量。

电磁场的能量密度等于电场能量密度与磁场能量密度之和,即: 22 00

112E B ωεμ??=+ ?

?? 任一体积V 中的电磁场能量为: 220

112V V W dV E B dV ωεμ??= =

+ ?????

2能流密度(坡印廷矢量

单位时间内通过垂直于能量传播方向的单位面积的能量,称为能流密度,又称坡印廷矢量。能流密度的方向为电磁波传播的方向,它可表示为

01S E B μ =?