Bài giảng môn Vật lý 2 - Chương 1: Trường điện từ

Nội dung text: Bài giảng môn Vật lý 2 - Chương 1: Trường điện từ

1. Trường điện từ Luận điểm thứ nhất: Luận điểm thứ hai: Trường điện từ và hệ Điện trường xoáy Dòng điện dịch phương trình Maxwell Phát biểu luận điểm thứ nhất Phương trình Maxwell-Faraday
2. Trường điện từ Luận điểm thứ nhất: Luận điểm thứ hai: Trường điện từ và hệ Điện trường xoáy Dòng điện dịch phương trình Maxwell Phát biểu luận điểm thứ nhất Phương trình Maxwell-Faraday
3. Trường điện từ Luận điểm thứ nhất: Luận điểm thứ hai: Trường điện từ và hệ Điện trường xoáy Dòng điện dịch phương trình Maxwell Phương trình Maxwell-Faraday Có thể viết phương trình Maxwell-Faraday dạng vi phân dựa vào định lý Stokes như sau: B Edl rotEdS dS (C) S S t Theo định lý Stokes B Phương trình Maxwell-Faraday rotE t dạng vi phân
4. Trường điện từ Luận điểm thứ nhất: Luận điểm thứ hai: Trường điện từ và hệ Điện trường xoáy Dòng điện dịch phương trình Maxwell Phát biểu luận điểm thứ hai Biểu thức của mật độ dòng điện dịch Phương trình Maxwell-Ampere
5. Trường điện từ Luận điểm thứ nhất: Luận điểm thứ hai: Trường điện từ và hệ Điện trường xoáy Dòng điện dịch phương trình Maxwell Phát biểu luận điểm thứ hai Biểu thức của mật độ dòng điện dịch Phương trình Maxwell-Ampere
6. Trường điện từ Luận điểm thứ nhất: Luận điểm thứ hai: Trường điện từ và hệ Điện trường xoáy Dòng điện dịch phương trình Maxwell Phát biểu luận điểm thứ hai Biểu thức của mật độ dòng điện dịch Phương trình Maxwell-Ampere
7. Trường điện từ Luận điểm thứ nhất: Luận điểm thứ hai: Trường điện từ và hệ Điện trường xoáy Dòng điện dịch phương trình Maxwell Phương trình Maxwell-Ampere Có thể viết phương trình Maxwell-Faraday dạng vi phân dựa vào định lý Stokes như sau: D Hdl rotH.dS j dS dan t (l) (S ) (S ) Định lý Stokes Định luật Maxwell-Ampere D rotH j - Phương trình Maxwell- dan t Ampere dạng vi phân
8. Trường điện từ Luận điểm thứ nhất: Luận điểm thứ hai: Trường điện từ và hệ Điện trường xoáy Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ Hệ phương trình Maxwell
9. Trường điện từ Luận điểm thứ nhất: Luận điểm thứ hai: Trường điện từ và hệ Điện trường xoáy Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ Từ hai luận điểm nêu trên của Maxwell có thể đưa ra kết luận là từ trường biến thiên làm xuất hiện điện trường biến thiên VÀ điện trường biến thiên thì sinh ra từ trường biến thiên. Do đó mà trường điện E và trường từ B lan truyền trong không gian dưới dạng sóng, gọi là sóng điện từ. Trường điện từ có mang năng lượng.
10. Trường điện từ 1 Xét vận tốc truyền sóng v  00 1 1 1 3.108 m / s c   1 1 0 0 4 .10 7 4 .9.109 9.1016 c Vậy v  Trong đó c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Như vậy ánh sáng cũng có tính chất điện từ. Đặt n  , n gọi là chiết suất tuyệt đối của môi trường. Do n>1 nên vận tốc truyền sóng điện từ trong môi trường khác chân không có: c c v c  n
11. Ví dụ 1 Cho biểu thức cảm ứng ứng từ của sóng điện từ đơn sắc phẳng: B 3.10 8 cos 100 t 10 6 x (T) t đo bằng giây, x đo bằng m. Tìm biểu thức cường độ điện trường E của sóng điện từ đó.  0 E 0 H B B 0H H 0 1 3.108 m / s c  00 E 9cos 100 t 10 6 x (V/m)
12. Ví dụ 2 ex ey ez    Ex Ex rotE ex.0 ey 0 ez .0 e x y z z z y Ex 0 0 E B x .dt.e z y ( ) 4 .10 8 15sin 6 t 4 .10 8 z .dt.e y 1 4 .10 8.15. ( )cos 6 t 4 .10 8 z e 6 y 7 10 8 H cos 6 t 4 .10 z ey 0
13. Ví dụ: Công suất Coi rằng máy bức xạ sóng vô tuyến là chất điểm và sự hấp thụ năng lượng bởi môi trường là không đáng kể. Khi tăng khoảng cách trong liên lạc vô tuyến với tàu vũ trụ lên 4 lần thì công suất của máy phát cần phải tăng lên bao nhiêu lần? P .dS S S 2 P1 S1 4 r 2 P2 4 4r 2 16 2 P1 4 r P2 S2 4 4r
14. Trường điện từ Luận điểm thứ nhất: Luận điểm thứ hai: Trường điện từ và hệ Điện trường xoáy Dòng điện dịch phương trình Maxwell Hệ phương trình Maxwell Là hệ gồm 04 phương trình đặt trưng trường điện từ. Các phương trình lần lượt là: 1. Định lý Gauss cho điện trường 2. Định lý Gauss cho từ trường 3. Định luật Maxwell-Faraday 4. Định luật Maxwell-Ampere Hệ phương trình Maxwell có thể viết ở 02 dạng: a. Tích phân b. vi phân
15. Tổng kết chương 1 E.D B.H dV wdV Năng lượng tđt W We Wm V 2 2 V Mật độ Công suất tđt P E H.dS .dS S S Mật độ dòng điện D toàn phần jtotal jdan jdich trong đó jdan E; jdich t Tích phân Hệ phương trình Maxwell dạng: Vi phân DdS Q 1. Gauss cho điện divD (S ) BdS 0 2. Gauss cho từ divB 0 (S ) B B 3. Maxwell-Faraday rotE Edl dS t (C) S t D D 4. Maxwell-Ampere Hdl j dS rotH jdan dan t (l) (S ) t