麦克斯韦方程组 实现微观上的控制: 通过(磁场还是电场??)控制电子运动->半导体->三极管 场效应管 ->CPU 大规模集成电路

1、电场 磁场

电荷产生电场

正电荷产生电场 电荷考的越近受力越大 近强远弱

线段越密磁场越强 磁场是由磁体产生的。

电生磁 丹麦科学家 奥斯特发现

磁生电 英国科学 法拉第

运动变化的磁场产生电流

涡流 为什么磁可以生电?

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(1)

2、麦克斯韦方程组

实现微观上的控制: 通过(磁场还是电场??)控制电子运动->半导体->三极管 场效应管 ->CPU 大规模集成电路

1、基础还是数学通量 (沿着面做积分)

(一个面)S

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(2)

法线

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(3)

电场(E)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(4)

通量:垂直穿过这个面的电场分量 其实就是穿过这个面的电场线根数。

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(5)

在这个面上做积分

均匀强度磁场用 通量公式计算

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(6)

不是匀强磁场 用积分形式计算

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(7)

路径积分(沿着线做积分)

电场 E 路径 AB 长度 L

把电场分出两个 一个是沿着这个路径 一个是垂直这个路径

匀强

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(8)

不是匀强

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(9)

2 麦克斯韦方程组电场(有源场 源就是电荷) 第一个公式

一个闭合的面把电荷包起来,电荷越多产生的电场就越强 电通量就越大

在一个闭合的曲面的上做电场的通量:穿个这个面的电场线根数 =下图

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(10)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(11)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(12)

总电荷数 真空介电常数

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(13)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(14)

电场是有出发点 出发点就是电荷 电场是一个有源场

磁场(无源场) 第二个公式

磁场是一个闭合的场 每一个磁感应线都是闭合

每一个面的磁场既有穿入也有穿出 所以磁通量是0 (磁场一个无源场)所以有了第二个式子

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(15)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(16)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(17)

每一个闭合曲面的磁通量都是0

纪念法拉第 第三个公式 解释法拉第电磁感应定律

磁为什么产生电流?

磁体会产生磁场 当磁场变化时就会产生电场

电流是电荷运动产生的 电荷为啥运动因为有电场

做电场的路径积分(这其实就是电动势)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(18)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(19)

电场乘以周长=路径积分 取决于磁场的变化率

在这个面上把磁通量求出来 然后 把磁通量对时间求导数 就是求对时间的变化率

时间的变化率=这一圈的电场的路径积分

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(20)

这个公式告诉我们磁通量的变化可以引起感应电动势和感应电流

麦克斯韦创新公式 第四个公式

电场的变化是不是可以引起磁场

磁场沿着一个闭合路径的路径积分 比如B绕着环转了一圈

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(21)

电流也为引起磁场

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(22)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(23)

3、假如电磁场是存在于真空中

根据前面的公式1和2 真空有什么特点(真空中没有电荷 电荷=0 同时真空中没有电流 电流=0)所以 电场 和 磁场都是无源的。

第三个公式 电场的产生完全是由于磁通量的变化

磁场可以激发电场

第四个公式 磁场的产生是没有电流所以完全是由于电场的变化 电场激发磁场

电场和磁场可以相互激发

二阶导数

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(24)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(25)

一个比较奇怪的微分式

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(26)

电场矢量的变化规律

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(27)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(28)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(29)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(30)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(31)

电场是一种行动的波 磁场也一样 只不过和电场垂直

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(32)

波速有多大呢?光速 光就是一种电磁波

通过麦克斯韦方程推到出光是一种电磁波。

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(33)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(34)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(35)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(36)

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(37)

光还有粒子性

电场强度与电位微分关系(电子元器件原理)(38)

光的波粒二象性??????

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