对麦克斯韦电磁场理论的研究与实验探讨

麦克斯韦(Jarnes clark MaxweU,1831～1879)全面地总结了电磁学研究的全部成果,并在此基础上提出了"感生电场"和"位移电流"的假说,加强对麦克斯韦电磁场理论的研究与实验探讨具有很强的现实需要.文章从两个方面多维度阐述"感生电场"和"位移电流"问题,从而明确了麦克斯韦建立"感生电场"和"位移电流"提出机理、相关属性、内在特点等,为研究与实验麦克斯韦电磁场理论创造了条件.     

位移磁流的概念及其应用

按照麦克斯韦(Maxrvell)的电磁场理论,随时间变化的电场和电流具有同样产生磁场的的性质.因此,变化的电场称为位移电流.位移电流密度和电位移D的变化率成正比.采用国际单位制,位移电流密度     

麦克斯韦方程组的另一推导方法

众所周知，宏观电动力学的理论基础－－玫克斯韦方程组是建立在库定律、毕奥－沙伐尔定律、法拉第电磁感应定律和感生电场、位民流假设基础上的，在电荷、电流分布随着时间的变化而变化时，如果假定库仑定律和毕奥－－沙伐尔定律仍然成立，只需结合法拉第电磁感应定律和感生电场的假设，不需要位移电流假设，用矢量分析，就可推导出麦克斯韦方程组。     

正确认识"位移电流"

“位移电流”假说是麦克斯韦电磁理论的基础 ,正确认识这一电流对理解整个电磁场理论是至关重要的     

运动电荷周围的位移电流和磁场

相对于观察者来说,电荷运动时,周围空间各点的电场要发生变化。根据麦克斯韦电磁场理论可知,电场变化时,周围空间各点要产生磁场。因此,从产生磁场的角度上讲,变化的电场相当于一电流,这个电流叫做位移电流,由此可见,运动电荷周围是有位电流存在的。有位移电流存在的区域叫位移电流场,在位移电流场中,任一点的位移电流密度矢量的方向如何确定?大小如何确定?位移电流线是何形状?位移电流的磁场是如何分布的?本文想针对这些问题谈一谈自己的一些看法。     

浅析"位移电流"

“位移电流”假说是麦克斯理论的基石，本从“位移电流”的引入出发，分析了麦克斯韦对它的解释及存在的不足，并探讨了“位移电流”的本质。     

狭义相对论统一电场与磁场

应用狭义相对论研究电磁场,从电场基本实验定律库仑定律出发,推导出毕奥—萨伐尔定律、法拉第电磁感应定律和麦克斯韦全电流方程.建立完整的电磁场基本理论:麦克斯韦方程组.证明在狭义相对论理论框架下,电磁场是完整统一的,只需要唯一的实验定律:库仑定律.     

电磁学中类比教学法的应用研究

类比法是一种重要的教学方法,使用得当可以提高大学生的学习能力,改善教学效果。在大学物理电磁学部分,应用类比法进行课堂教学,通过不同知识点之间的类比,可以使学生更有效地理解静电场、恒定电场和感生电场,位移电流和传导电流,电场和磁场,以及电磁场边值关系之间的联系和区别,更加系统地掌握电磁学的知识,培养学生的创造性思维。     

位移电流和传导电流

从变化电场发磁场这一现象入入，对位移电流和传导电流的实质及其关系加以讨论，进一步加深对电磁场理论的认识。     

介质阻挡放电中的位移电流

在低频介质阻挡放电系统中，引入位移电流的概念，解决了将安培环路定理应用于含有电容的交变电路中出现的矛盾．运用麦克斯韦电磁场理论讨论了介质阻挡放电中的微放电和位移电流，并指出介质阻挡放电中放电通道内fd和fc在时间上是有规律交替出现的，各个放电通道之间各自jd与jc的转换不一定在同时刻进行.     

在电场变化、磁场稳定的特殊情况下,Maxwell位移电流方程可以从Biot—Savart定律导出,从而不必引进位移电流的概念——兼论电磁场理论的逻辑结构

设想一种模型:电流从a点流至b点,且保持恒定,则在a、b分别堆积起等量异号之电荷,此时空间各点的电场在变化,而磁场则稳定。于是从Biot-Savart定律可导出: 任何场都可认为是有源无旋场(纵场)和有旋无源场(横场)的迭加。对应于可变有源无旋电场的位移电流不激发磁场。电磁波的激发和传播取决于有旋无源电场的位移电流。我们通常所说的电容器中的位移电流就是对应于可变有源无旋电场的位移电流。若把电场和磁场都可变的普遍情况下的Maxwell方程作为此模型(1)式的自然推广,则不必引进位移电流的概念。最后,文中论述了电磁场理论的逻辑结构。     

关于位移电流几个问题的探讨

本文论证了麦克斯韦变化电场激发磁场假设的本质是变化的涡旋电场激发磁场;证明了似稳条件下平板电容器两板间的磁场不是位移电流的磁场,而是传导电流的磁场;并提出了引入全电流定律的一种方法。     

电荷的运动速度与位移电流的分布

应用狭义相对论理论研究了电荷运动时，随着速度的变化在空间激发的变化电场导致的位移电流的分布．当电荷的运动速度远小于光速时，空间任意点的位移电流密度矢量的大小与位置矢量r有关，且方向与电场的方向不平行；当电荷的运动速度与光速接近时，在垂直于运动平面内，位移电流密度矢量方向与速度方向相反．大小趋于无穷大，而空间其他点的位移电流密度矢量趋于零．     

论赫兹对麦克斯韦电磁场理论的实验验证

麦克斯韦虽然在理论上预言了电磁波的存在，但是，他并未提出过产生电磁波的任何方法.历史上，赫兹第一个通过实验发现了电磁波，并用实验证实了电磁波与光波的同一性，从而证实了麦克斯韦的电磁理论.文章论述了赫兹发现了电磁波以及证实电磁波与光波的同一性的全过程，说明赫兹能够证实电磁场理论，主要归因于他精湛的实验技能和敏锐的观察力.     

用教学仪器测试电磁炉外泄电磁辐射

根据电磁感应原理，推导出电磁炉外泄电磁辐射中感生电场、磁场的幅值与测试电感线圈中产生的感生电动势有效值的关系，阐述了应用电感线圈、交流毫伏表和示波器测试电磁炉在周围空间产生的电磁场频率和周围空间中不同方位、不同距离的电磁场大小的方法和过程。同时还测试了不同工作状态下电磁炉最大外泄电磁辐射情况和使用不同大小的锅具时电磁炉最大外泄电磁辐射情况。     

关于电场推迟效应的讨论

在电磁学教材中,库仓电场E_库不存在推迟效应,感生电场E_库存在推迟效应而使得总电场E=E_库E_库存在推迟效应是作为结论写出的,并未加以证明。本文从电磁场的基本理论出发,证明了以上结论。     

海浪感应电磁场特性研究

为了研究海洋环境电磁场对海上低频电磁场探测的影响,首先推导了三层介质中海浪速度函数,再利用电磁场边界条件求解麦克斯韦方程组,建立了三层介质中海浪运动产生感应电磁场的数学模型.在仿真分析基础上进行了浮动平台和沉底固定平台的海浪感应电磁场测量实验,结果表明:海浪感应电磁场频率集中在0.5 Hz以下,大小和频率都与海浪速度密切相关,海浪速度越快频率越低,3级海况下海浪感应电场可达数μV/m量级,感应磁场可达0.5 nT量级.     

基于麦氏方程组建立电气设备间电磁场耦合的电路模型

运用麦克斯韦方程组证明了电路的集总条件与准静态电磁场的条件之间的等值关系,揭示了电路理论与电磁场理论的内在联系．提出了建立电气设备间电磁场耦合的电路模型。     

论“场”和“源”的统一——再论麦克斯韦方程组的意义

通过对电磁场的特性、圆形平行板电容器的位移电流的磁场讨论,及电磁场发展过程的回顾,说明了“场”和“源”应该是统一的。     

论“场”和“源”的统一——再论麦克斯韦方程组的意义

通过对电磁场的特性、圆形平行板电容器的位移电流的磁场讨论 ,及电磁场发展过程的回顾 ,说明了“场”和“源”应该是统一的