日本免费全黄少妇一区二区三区-高清无码一区二区三区四区-欧美中文字幕日韩在线观看-国产福利诱惑在线网站-国产中文字幕一区在线-亚洲欧美精品日韩一区-久久国产精品国产精品国产-国产精久久久久久一区二区三区-欧美亚洲国产精品久久久久

  1. 首頁 > 云知道 > >

自洽模型有哪些,預(yù)測模型有哪些( 六 )

云知道自洽


如果我們用一個閉合曲面包圍住一個電荷，那么這個閉合曲面上的電場通量就代表了電場線的根數(shù) 。由于這些電場線都是由曲面內(nèi)的電荷發(fā)射出來的，所以它正比于曲面內(nèi)所有電荷的代數(shù)和 。需要注意的是：無論我們所選取的曲面形狀如何，只要它包圍的電荷相同，它的電通量就是相同的 。如果電荷在閉合曲面外，它發(fā)射的電場線就既要穿入曲面，又要穿出曲面，這樣對曲面的電通量就沒有貢獻(xiàn)，因此在方程中考慮的電荷量都是曲面內(nèi)部的電荷 。
用公式寫作在這個公式中，等號左邊部分表示 閉合曲面上的電通量，也就是穿出曲面的電場線根數(shù)，等號右邊的Σq表示曲面內(nèi)的電荷代數(shù)和，ε0稱為真空介電常數(shù) 。這個方程就是麥克斯韋方程組中的第一個方程，也稱為電場高斯定律 。這個方程告訴我們：電場是有源場，它的源就是空間中的電荷 。2. 磁場的無源性與電場不同，無論是由磁體產(chǎn)生的磁場，還是由電流產(chǎn)生的磁場，磁感線總是閉合的 。
磁感線既沒有出發(fā)點，也沒有結(jié)束點 。比如我們觀察通電螺線管的磁場就會發(fā)現(xiàn)這個特點 。于是，如果我們在空間中做一個閉合曲面，磁感線要么不穿透這個曲面，要么一定是既穿入這個曲面，又穿出這個曲面，因此磁感線的通量為零 。這樣，麥克斯韋方程組的第二個方程就可以寫作：這個方程稱為磁場高斯定律，它告訴我們：磁場是無源的，既沒有起點也沒有終點，而總是閉合的 。
3 電場的環(huán)路積分麥克斯韋方程組的第三個方程是為了解釋法拉第電磁感應(yīng)定律 。比如，當(dāng)一個磁鐵靠近一個導(dǎo)線圈時，導(dǎo)線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流 。法拉第等人認(rèn)為：這是因為磁鐵靠近時，線圈中的磁通量發(fā)生了變化，而且產(chǎn)生的電動勢正比于磁通量的變化率 。麥克斯韋經(jīng)過思考，得出了一個設(shè)想：電動勢的產(chǎn)生是由于有一種電場力推動了電荷，因此變化的磁場可以產(chǎn)生的是渦旋狀的電場 。
假如有個導(dǎo)體恰好處于渦旋電場之中，就會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流 。而且，這個渦旋電場的大小是正比于磁通量的變化率的 。于是，麥克斯韋把第三個方程寫作：方程左邊表示沿著一個閉合路徑的電場路徑積分，它可以表示這個閉合路徑上的電動勢 。而右側(cè)表示磁場變化率的面通量，即磁通量的變化率 。這個方程用數(shù)學(xué)解釋了法拉第電磁感應(yīng)定律的成因，也可以描述成渦旋電場是有旋場 。
4. 磁場的環(huán)路積分奧斯特時代起，人們就認(rèn)識到電流周圍存在磁場，而且磁感應(yīng)強度正比于電流 。麥克斯韋把這個特點用數(shù)學(xué)表達(dá)式寫作：等號左邊表示一個任意的閉合路徑上的磁場路徑積分，右側(cè)表示這個閉合路徑所包圍的電流之和 。不過，麥克斯韋的思想不僅僅局限于此 。麥克斯韋設(shè)想：既然變化的磁場可以形成渦旋電場，那么變化的電場自然也能形成磁場 。
例如：在一個電路中有電容器，在電容器充電和放電的過程中，導(dǎo)線周圍存在磁場 。而電容器中的電場會發(fā)生變化，它的地位應(yīng)該等同于電流 。于是，麥克斯韋提出了位移電流的概念：變化的電場相當(dāng)于電流 。最終，麥克斯韋把第四個方程寫作：等號左邊表示沿著任意一個路徑的磁場路徑積分，右側(cè)的μ0表示真空磁導(dǎo)率，I表示電流，Ф表示這個路徑上所包圍的電場通量 。
這個方程表示：電流和變化的電場都可以引起磁場 。麥克斯韋的預(yù)言麥克斯韋方程組是人類有史以來最美的物理學(xué)方程，它具有強烈的對稱性和自洽性 。它告訴我們：電場和磁場并非單獨存在，而是統(tǒng)一于電磁場之中 。不僅如此，麥克斯韋還經(jīng)過計算證明：如果在真空中存在一個振蕩的電場，那么在振蕩電場的周圍就會產(chǎn)生磁場，而這個磁場又會進一步產(chǎn)生電場…如此往復(fù)，電磁場就可以向遠(yuǎn)處傳播，形成電磁波 。

推薦閱讀