Bài giảng Vật lý đại cương 2: Chương 7 - Th.S Đỗ Quốc Huy

Bài giảng Vật lý đại cương 2: Chương 7 được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên nêu được các luận điểm của thuyết Điện – Từ của Maxwell; Viết được các phương trình Maxwell; Nêu được các tính chất của sóng điện từ. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý đại cương 2: Chương 7 - Th.S Đỗ Quốc Huy BÀI GIẢNG VLĐC 2 Chương 7: THUYẾT ĐIỆN - TỪ CỦA MAXWELL Th.S Đỗ Quốc Huy MỤC TIÊU Sau khi học xong chương này, SV phải : Nêu được các luận điểm của thuyết Điện – Từ của Maxwell. Viết được các phương trình Maxwell. Nêu được các tính chất của sóng điện từ. NỘI DUNG I – Nội dung thuyết Điện – Từ của Maxwell II – Sóng điện từ tự do I – THUYẾT ĐIỆN - TỪ CỦA MAXWELL: 1 – Đặt vần đề: Dòng điện sinh ra từ trường. Từ trường biến thiên làm suất hiện dòng điện trong mạch kín. Các điện tích xuất hiện trên máy bay đang bay thì phi công chỉ quan sát được điện trường; nhưng người dưới đất còn quan sát được cả từ trường. Vậy, giữa điện trường và từ trườngcó mối quan hệ như thế nào? – Maxwell là người trả lời câu hỏi đó. Nội dung của thuyết Maxwell gồm 2 luận điểm: I – THUYẾT ĐIỆN - TỪ CỦA MAXWELL: 2 – Luận điểm 1 – điện trường xoáy: “Mọi từ trường biến thiên theo thời gian đều làm xuất hiện một điện trường xoáy”.    B  B L Ed   S t dS (1)   B rot E   (2) t E (1) và (2) là pt Maxwell – Faraday ở dạng tích phân và vi phân. I – THUYẾT ĐIỆN - TỪ CỦA MAXWELL: 2 – Luận điểm 1 – điện trường xoáy: Trong hệ tọa độ Descartes, toán tử    i j k     rot E  x y z Ex Ey Ez E z E y Bx  y  z   t   E x E z B y (2) Tương đương với:     z x t  E y E x B z      x y t I – THUYẾT ĐIỆN - TỪ CỦA MAXWELL: 3 – Luận điểm 2 – dòng điện dịch: “Mọi điện trường biến thiên theo thời gian đều làm xuất hiện từ trường”. Điện trường biến thiên theo thời gian tương Dòng Sinh ra Từ đương với một dòng điện, điện trường Maxwell gọi đó là dòng điện dịch. Điện Do sự biến thiên của điện trường trường sinh ra, không phải do sự chuyển bt Dòng động có hướng của điện tích. điện dịch. Không tỏa nhiệt Joule - Lenz I – THUYẾT ĐIỆN - TỪ CỦA MAXWELL: 3 – Luận điểm 2 – dòng điện dịch: Phương trình Maxwell – Ampère:     D  Dạng tích phân:  (C) Hd    (S) ( j t )d S (3)   D Dạng vi phân: rot H  j  (4) t  j : mật độ dòng điện dẫn.  D   j dich : mật độ dòng điện dịch. t I – THUYẾT ĐIỆN - TỪ CỦA MAXWELL: 4 – Điện từ trường – hệ phương trình Maxwell: Từ trường biến thiên theo thời gian đều làm xuất hiện một điện trường xoáy. Điện trường biến thiên theo thời gian đều làm xuất hiện từ trường. Như vậy, điện trường và từ trường không tồn tại độc lập mà liện hệ chặt chẽ vời nhau, chuyển hóa lẫn nhau, tạo thành một trường duy nhất – trường điện từ. Trường điện từ được Maxwell nêu lên đầu tiên và để diễn tả định lượng, ông đã thiết lập các phương trình – gọi là hệ phương trình Maxwell. I – THUYẾT ĐIỆN - TỪ CỦA MAXWELL: 4 – Điện từ trường – hệ phương trình Maxwell: Dạng vi phân Dạng tích phân     B   rot E   B (1a)  (C) Ed     (S) t .d S (1b) t       D  (2b)   rot H  j  D (2a)  Hd    ( j t )d S t (C) (S)    div D   (3a)  Dd S  q (S) trong(S) (3b)    (4b) div B  0 (4a)  (S) Bd S  0 I – THUYẾT ĐIỆN - TỪ CỦA MAXWELL: 4 – Điện từ trường – hệ phương trình Maxwell: Ngoài ra còn có các phương trình liên hệ:   Môi trường điện môi: D  0 E (5)   Môi tr ...