Bài giảng Chương 5: Hệ các phương trình Maxwell và sóng điện từ

Nội dung chương 5 gồm có: Luận điểm thứ nhất của Maxwell, luận điểm thứ hai của Maxwell, Trường điện từ và hệ các phương trình Maxwell, sóng điện từ, sóng điện từ phẳng, năng lượng của sóng điện từ, vectơ Pointing, sóng điện từ trong môi trường.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chương 5: Hệ các phương trình Maxwell và sóng điện từ Chương5:HỆCÁCPHƯƠNGTRÌNH MAXWELL vàSÓNGĐIỆNTỪNỘIDUNG• LuậnđiểmthứnhấtcủaMaxwell• LuậnđiểmthứhaicủaMaxwell• Trườngđiệntừvàhệcácphươngtrình Maxwell• Sóngđiệntừ• Sóngđiệntừphẳng• Nănglượngcủasóngđiệntừ,vectơPointing• SóngđiệntừtrongmôitrườngI.LUẬNĐIỂMTHỨNHẤTCỦAMAXWELLI.1.ĐiệntrườngxoáyTheoTNcủaFaradayvềhiệntượngcảmứngđiệntừTừđó,tarútracácnhậnxét: +Từtrườngbiếnđổilàmxuấthiệntrongvòngdây1lựclạtácdụnglêncáchạtmang điệncótrongvòngdây uur EB ượctạoratrongdâydẫn.Chiềucủa +Dòngđiệncảmứnglàdo1điệntrườngđ điệntrườngtrongdâydẫnlàchiềucủadòngđiệncảmứng. +Đểtạothànhdòngđiệnthìcôngcủađiệntrườngđểdịchchuyểncáchạttảiđiện theođườngcongkínphảikháckhông,đi uur ềuđócónghĩalàsứcđiệnđộngcảmứngεc bằnglưusốcủavectơcườngđộđiEệBntrườngdọctheovòngdâykín(C) uuur r εC = EB .d l c +Điệntrườnggâynêndòngđiệncảmứngcónhữngđườngsứckhépkínđiện trườngxoáy.I.2.Phátbiểuluậnđiểm: Sựxuấthiệncủađiệntrườngxoáytrongmạch khôngphụthuộcbảnchất,trạngthái,nhiệtđộdây dẫn sựxuấthiệncủađiệntrườngxoáydotừ trườngbiếnthiêntheothờigiangâyra. LuậnđiểmthứnhấtcủaMaxwell: “Bấtkìmộttừtrườngnàobiếnthiêntheo thờigiancũngsinhramộtđiệntrường xoáy”. Jame Clerk Maxwell (1831 - 1879) I.3.PhươngtrìnhMaxwellFaraday Xétvòngdâykín(C)trongmộttừtrườngbiếnthiêntheo thờigian.Theođịnhluậtcơbảncủahiệntượngcảmứng điệntừ,trongmạchsẽxuấthiệnmộtsứcđiệnđộngcảm ứngđượcxácđịnhtừ dφ ur ur uur ur d B ε0=− dt m =− dt S Bd S dS (S) uur r d uur ur ￑C� EB .dl = − � dt S B.d STrongtrườnghợptổngquátcácvectơBcóthểvừalàhàmsố (C) củathờigianvừalàhàmsốcủakhônggiannên: ur Đểthiếtlậpphương uur r B ur ￑C� EB .d l = − � .d S S t trình Maxwell - Faraday Lưusốcủavectơcườngđộđiệntrườngxoáydọctheovòng dâykínbấtkỳbằngvềgiátrịtuyệtđối,nhưngtráidấuvới tốcđộbiếnthiêntheothờigiancủatừthônggửiquadiện tíchgiớihạnbởiđườngcongđó SửdụngcôngthứcStokesđốivớivếtráicủaphươngtrình,tacóthểđưaphương trìnhnàyđếndạng: ur uur ur B ur � S (Ѵ EB ).d S = − � .d S S t VòngdâybaoquanhmặtSlàvòngdâybấtkỳ,muốnchophươngtrìnhđúngvới mọivòngdâythìbiểuthứcdướidấutíchphânphảibằngnhau: ur uur B Ѵ EB = − t ChínhMaxwellđãchorằngtừtrườngbiếnthiêntheothờigianđãtạonênđiện trườngxoáytrongkhônggianvàkhôngphụthuộcvàosựcómặtcủavòngdây.Sự cómặtvòngdâylàphươngtiệnđểtalấyrađượcđiệntrườngxoáyđómàthôi. TheoluậnđiểmcủaMaxwell:Từtrườngbiếnthiêngâynênsựxuấthiệncủađiện trườngvàđiệntrườngnàykhácvớiđiệntrườngtĩnh.Nhưtađãbiết:lưusốcủa trườngtĩnhđiệntheovòngdâykínluônbằngkhôngnênrotcũngphảiluônbằng không. ur uur NhưvậyđiệntrườngcóthểlàtrườngthE EB.trong ếqhoặclàtrườngxoáy trườnghợptổngquátđiệntrườngcóthểgồmđiệntrườurngthuuếrvàđi uurệntrường xoáyvìvậytừnayvềsaukhinóiđếnđiệntrườngEtacóth E=E ểhi+ểEuđólà q B ,vàtaluôncó: ur ur r B ur ￑C� E.dl = − � .d S S t urPhươngtrìnhMaxwellFaraday uur B Ѵ EB = − t Sựtồntạimốitươngquangiữađiệntrườngvàtừtrườnglànguyênnhânvìsao việckhảosátđiện ...