Уравнения Максвелла

Содержание

Слайд 2

8-800-333-86-44 Клиентам Авторам Цены и срокиСпособы оплатыОтзывыО компанииКонтакты Вход Главная Блог

8-800-333-86-44
Клиентам 
Авторам
Цены и срокиСпособы оплатыОтзывыО компанииКонтакты
Вход
Главная 
Блог 
Полезно знать 
Система уравнений Максвелла для электромагнитного поля:

смысл, способы решения
Система уравнений Максвелла для электромагнитного поля: смысл, способы решения
Полезно знать Подготовка к экзамену Физика для "чайников"
                       Иван27 Июнь 201717 264
Нет времени писать работу?
Доверь это кандидату наук!

Узнай стоимость

Содержание
Содержание
Первое уравнение Максвелла
Третье уравнение Максвелла
Второе уравнение Максвелла
Четвертое уравнение Максвелла
Уравнения Максвелла в электродинамике – это как законы Ньютона в классической механике или как постулаты Эйнштейна в теории относительности. Фундаментальные уравнения, в сущности которых мы сегодня будем разбираться, чтобы не впадать в ступор от одного их упоминания.
Уравнения Максвелла – это система уравнений в дифференциальной или интегральной форме, описывающая любые электромагнитные поля, связь между токами и электрическими зарядами в любых средах.
Уравнения Максвелла неохотно принимались и критически воспринимались учеными-современниками Максвелла. Все потому, что эти уравнения не были похожи ни на что из известного людям ранее.
Тем не менее, и по сей день нет никаких сомнений в правильности уравнений Максвелла, они «работают» не только в привычном нам макромире, но и в области квантовой механики.
Уравнения Максвелла совершили настоящий переворот в восприятии людьми научной картины мира. Так, они предвосхитили открытие радиоволн и показали, что свет имеет электромагнитную природу.

Джеймс Клерк Максвелл
(1831–1879),

Слайд 3

Ханс Христиан Эрстед (1777-1851),

Ханс Христиан Эрстед
(1777-1851),

Слайд 4

Уравнения Максвелла Первое уравнение: электрический заряд порождает электрическое поле Второе уравнение:

Уравнения Максвелла

Первое уравнение: электрический заряд порождает электрическое поле
Второе уравнение: изменяющееся магнитное поле порождает

вихревое электрическое поле
Третье уравнение: магнитных зарядов не существует
Четвертое уравнение: электрический ток и изменение электрической индукции порождают вихревое магнитное поле
Слайд 5

Системы координат в трехмерном пространстве Прямолинейные Косоугольные ковариантные контравариантные прямоугольные Криволинейные Сферические Цилиндрические

Системы координат в трехмерном пространстве
Прямолинейные
Косоугольные
ковариантные
контравариантные
прямоугольные
Криволинейные
Сферические
Цилиндрические

Слайд 6

Слайд 7

Декартовы координаты Ковариантные координаты совпадают с контравариантными и совпадают с проекциями

Декартовы координаты

Ковариантные координаты совпадают с контравариантными и
совпадают с проекциями точки на

координатные оси

(x,y,z)

Координаты точки

Слайд 8

r 0.5π-θ φ -радиус -долгота = широта Сферические координаты Координатные поверхности:

r

0.5π-θ

φ

-радиус

-долгота

= широта

Сферические координаты

Координатные поверхности:
Пучок плоскостей, проходящих через Z
Конусы с осью Z
3.

Сферы с центром 0

Координаты точки

(θ,φ,r)

Слайд 9

Цилиндрические координаты Координатные поверхности 1.Плоскости, перпендикулярные Z 2. Пучок плоскостей, проходящих

Цилиндрические координаты

Координатные поверхности
1.Плоскости, перпендикулярные Z
2. Пучок плоскостей, проходящих через Z
3. Цилиндры

с осью Z

(ρ, φ,z)

Координаты точки

Слайд 10

Определения дифференциальных операторов

Определения дифференциальных операторов

Слайд 11

Градиент Вектор, направленный вдоль наибольшего возрастания некоторой величины U , значение

Градиент

Вектор, направленный вдоль наибольшего возрастания некоторой величины U , значение которой

меняется от точки к точке (скалярное поле) и по модулю равный скорости роста этой величины .

в декартовой (x,y,z)

в цилиндрической (ρ,ϕ,z)

в сферической (θ,ϕ, r)

Оператор Гамильтона (набла) , формально используется в операциях по правилам векторной алгебры

Слайд 12

Определение дивергенции (скаляр) http://tsput.ru/res/fizika/1/ ELECTROSTATIKA/lection_05.html в декартовой (x,y,z) в цилиндрической (ρ,ϕ,z)

Определение дивергенции
(скаляр)

http://tsput.ru/res/fizika/1/
ELECTROSTATIKA/lection_05.html

в декартовой (x,y,z)

в цилиндрической (ρ,ϕ,z)

в сферической (θ,ϕ, r)

Поток векторного поля

Дивергенция

Если div A=0, то

в объеме V поле не имеет источников и стоков

=

Слайд 13

Ротор Модуль rotA равен циркуляции проекции вектора А на контур малой


Ротор

Модуль rotA равен циркуляции проекции вектора А на контур малой площадки,

перпендикулярной rotA.

Если в некотором поле всюду rot A=0, значит равна нулю и циркуляция вектора А, т.е. вихрей нет. Такие поля называют потенциальными

в декартовой (x,y,z)

в цилиндрической (ρ,ϕ,z)

в сферической (θ,ϕ, r)

Слайд 14

Некоторые свойства дифференциальных операторов Для примера покажем, как последнее свойство получить с помощью «набла» лапласиан

Некоторые свойства дифференциальных операторов

Для примера покажем, как последнее свойство получить с

помощью «набла»

лапласиан

Слайд 15

Интегральные теоремы векторного анализа (связывают характеристики поля в объеме и на поверхности тела)

Интегральные теоремы векторного анализа
(связывают характеристики поля в объеме и на

поверхности тела)
Слайд 16

div A Ф Теорема Остроградского-Гаусса Остроградский М.В. 1801-1861 К.Ф.Гаусс 1777-1855

div A

Ф

Теорема Остроградского-Гаусса

Остроградский М.В.
1801-1861

К.Ф.Гаусс
1777-1855

Слайд 17

Теорема Стокса Сэр Джордж Габриэль Стокс 1819-1903 Теорема о градиенте

Теорема Стокса

Сэр Джордж Габриэль Стокс
1819-1903

Теорема о градиенте

Слайд 18

Грин Джордж 14.7.1793 — 31.3.1841 Теоремы Грина и из теоремы Остроградского-Гаусса

Грин Джордж
14.7.1793 — 31.3.1841

Теоремы Грина

и из теоремы Остроградского-Гаусса

Примем

тогда



Примем

Если

,

то
Слайд 19

Уравнения Максвелла Первое уравнение: электрический заряд порождает электрическое поле Второе уравнение:

Уравнения Максвелла

Первое уравнение: электрический заряд порождает электрическое поле
Второе уравнение: изменяющееся магнитное поле порождает

вихревое электрическое поле
Третье уравнение: магнитных зарядов не существует
Четвертое уравнение: электрический ток и изменение электрической индукции порождают вихревое магнитное поле

Переменных 5, а уравнений 4. Необходимо дополнить систему уравнениями, описывающими материал.

Слайд 20

Материальные уравнения Гн/м магнетики Закон Ома диэлектрики металлы

Материальные уравнения

Гн/м магнетики

Закон Ома

диэлектрики

металлы