Thuyết điện từ Maxwell

- Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ.
- Ai là người phát triển ý kiến của Faraday về hiện tượng điện trường một cách sâu sắc và dùng công cụ toán học để xây dựng lí thuyết định lượng? (bằng các phương trình toán học).
- Giúp cũng cố lại các định luật về điện từ trường.
- Nêu bật mối quan hệ giữa điên trường và từ trường.
- Ngồn góc cũng như bản chất của sóng điện từ Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ.
- Lịch sử của phương trình maxwell.
- Các công thức của Maxwell vào năm 1865 bao gồm 20 phương trình với 20 ẩn số, nhiều phương trình trong đó được coi là nguồn gốc của hệ phương trình Maxwell ngày nay..
- Các phương trình của Maxwell đã tổng quát hóa các định luật thực nghiệm được những người đi trước phát hiện ra: chỉnh sửa định luật Ampère (ba phương trình cho ba chiều (x, y, z.
- định luật Gauss cho điện tích (một phương trình), mối quan hệ giữa dòng điện tổng và dòng điện dịch (ba phương trình (x, y, z)),.
- mối quan hệ giữa từ trường và thế năng vectơ (ba phương trình (x, y, z), chỉ ra sự không tồn tại của từ tích), mối quan hệ giữa điện trường và thế năng vô hướng cũng như thế năng vectơ (ba phương trình (x, y, z),.
- định luật Faraday), mối quan hệ giữa điện trường và trường dịch chuyển (ba phương trình (x, y, z.
- định luật Ohm về mật độ dòng điện và điện trường (ba phương trình (x, y, z.
- và phương trình cho tính liên tục (một phương trình).
- Các phương trình nguyên bản của Maxwell được viết lại bởi Oliver Heaviside và Willard Gibbs vào năm 1884 dưới dạng các phương trình vectơ..
- các phương trình của Maxwell cho phép đoán trước được sự tồn tại của sóng điện từ, có nghĩa là khi có sự thay đổi của một trong các yếu tố như cường độ dòng điện, mật độ điện tích.
- sẽ sinh ra sóng điện từ truyền đi được trong không gian.
- Vận tốc của sóng điện từ là c, được tính bởi phương trình Maxwell, bằng với vận tốc ánh sáng được đo trước đó bằng thực nghiệm.
- Điều này cho phép kết luận rằng ánh sáng là sóng điện từ..
- Điện trường xuất hiện trong hiện tượng cảm ứng điện từ là đện trường xoáy,có các đường sức khép kín..
- Điện trường xoáy tác dụng lên các hạt mang điện, làm cho chúng dịch chuyển theo một vĩ đạo khép kín, do đó xuất hiện dòng điện trong mạch..
- Điện trường này không thể là điện trường tĩnh vì nên không thể duy trì dòng điện trong mạch.
- Do đó điện trường làm dịch chuyến các điện tích theo đường cong phải là đường cong khép kín để lưu thông của vectơ cường độ điện trường dọc theo đường cong kín đó khác không, điện trường có các đường cong khép kín đó Maxwell gọi là điện trường xoáy.
- Điện trường xoáy với đặc điểm cơ bản là + và phụ thuộc vào dạng đường cong lấy tích phân.
- Theo thực nghiệm maxwell cho rằng mạch điện không phải là nguyên nhân gây ra điện trường xoáy, mà giúp ta phát hiện sự có mặt của điện trường xoáy.
- Các định luật cỏ bản mô tả về cảm ứng điện từ một cách định lượng..
- Mạch cố định trong từ trường biến thiên thì: Trong đó:.
- Mọi từ từ trường biến thiên theo thời gian đều xuất hện điên trường xoáy.
- Phương trình (1) là phương trình Maxwell – Faraday dưới dạng tích phân..
- Ý nghĩa: Phương trình biểu diễn quan hệ nhân quả giữa nguyên nhân là từ trường biến đổi theo thời gian và kết quả là xuất hiện điện trường xoáy..
- Phương trình Maxwell – Faraday dưới dạng tích phân..
- Ý nghĩa: xác định mối quan hệ giữa điện trường và từ trường tại mỗi điểm trong không gian.
- Dòng điện dẫn I đi vào bản dương và rời bản âm của tụ điện.
- Dòng điện dẫn không liên tục, bị gián đoạn ở khe giữa hai bản tụ vì ở đó không có điện tích.
- Tuy nhiên, sự xuất hiện dòng điện dịch Idịch trong khe đảm bảo cho tính liên tục của dòng điện chạy trong mạch.
- Khi đó giữa hai bản tụ không có các hạt mang điện, mà chỉ có điện trường biến đổi theo thời gian, có thể nói điện trường biến đổi theo thời gian đó có vai trò khép kín dòng đện trong mạch.
- Trong vật dẫn mật độ dòng điện là J thì giữa hai bản tụ có một mật độ tương ứng..
- Xét một tụ điện phẳng điện trường bên trong coi là đều.
- gọi là mặt độ điện mật tại thời điểm t ta có: Vì tính liên tục nên:.
- Véc tơ cảm ứng điện thay đổi theo tọa độ D(x,y,z)nhưng dòng điện phụ thuộc vào thời gian.
- Theo Maxwell thì mật độ dòng điện giữa hai bản cực tụ điện là mật độ dòng điện dịch có giá trị bằng tốc độ biến đổi của vec tơ cảm ứng điện..
- Dòng điện toàn phần là tổng của dòng điện dẫn và dòng điện dịch vậy: mật độ dòng điện là đại lượng vec tơ bằng đạo hàm của vectơ dòng điện dịch theo thời gian..
- Chú ý: Maxwell cho rằng mật điện trường biến đổi theo thời gian sẽ sinh ra một từ trường bao quanh nó Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ.
- Phương trình (2) là phương trình Maxwell- Ampere dạng tích phân.
- biểu diễn mối quan hệ nhân quả giữa nguyên nhân là điện trường biến đổi theo thời gian kết quả là làm xuất hiện từ trường -Theo định lý Ampe:.
- Theo Maxwell: Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ.
- Ta có: Dạng vi phân của phương trình Maxwell- Ampere.
- Phương trình (2’) là dạng vi phân của phương trình Maxwell- Ampere.
- Điện trường và từ trường biến thiên liên hệ chặt chẽ với nhau chúng đồng thời tồn tại trong không gian tạo thành trường thống nhất là trường điện từ..
- Trường điện từ là một dạng vật chất mang năng lượng có xung lượng .
- Điện trường tĩnh là trường hợp riêng của trường điện từ , khi xét trong hệ quy chiếu mà đối với nó các điện tích đứng yên..
- Điện trường và từ trường liên hệ chặt chẽ, chuyển hóa lẫn nhau và lan truyền trong không gian tạo thành sóng điện từ..
- Theo các luận điểm của Maxwell một từ trường biến đỏi theo thời gian sẽ sinh ra một điện trường xoáy trong không gian.
- Do đó giữa các đại lượng đặt trưng cho điện trường và từ trường có mối quan hệ với các đại lượng gây ra từ trường cũng như tính chất điện từ của môi trường.
- các phương trình biểu diễn quan hệ đó lập thành một hệ phương trình gọi là phương trình Maxwell thứ nhất.
- Ngược lại khi một điện trường biến đổi theo thời gian cũng gây ra một từ trường trong không gian, quan hệ đó được biểu diễn bằng Phương trình Maxwell thứ hai..
- phương trình Maxwell- ampere Định lý O-G: Quan hệ giữa vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng điện đối với môi trường đồng chất và đẳng hướng..
- Định luật Ohm: Hay viết dưới dạng vi phân: Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ.
- Phương trình Maxwell- Faraday.
- Quan hệ giữa và trong môi trường đồng chất và đẳng hướng.
- Hai hệ trên cho ta thấy : hai hệ phương trình Maxwell bao gồm tất cả các định luật cơ bản về các hiện tượng điện từ xảy ra trong các môi trường đứng yên..
- Thuyêt Maxwell về điện từ trường có vai trò quan trọng trong sự phát triển của điện học..
- Maxwell đã phát triển ý kiến của Faraday về hiện tượng điện trường một cách sâu sắc và dùng công cụ toán học để xây dựng lí thuyết định lượng.Tạo cơ sở lí thuyết chắc chắn và biểu diễn thành phương trình Maxwell dựa trên một mối quan hệ chặt chẽ giữa điện trường và từ trường.
- thuyết Maxwell là một bước phát triển mới, hoàn thiện những hiểu biết của con người về điện từ trường bao gồm điện trường và từ trường có mối quan hệ chặt chẽ với nhau chuyển hóa cho nhau..
- Các phương trình Maxwell bao gồm mọi định luật cơ bản của điện trường và từ trường, do đó chúng là những phương trình cơ bản, của điện từ trường ( trong các môi trường đứng yên)..
- Thuyết Maxwell không những giải thích được những hiện tượng đã biết, mà còn tiên đoán được những hiện tượng mới, quan trọng, đặc biệt là tiên đoán được sự tồn tại của sóng điện từ, tức là điện từ trường biến thiên truyền trong không gian với vận tốc xác định..
- Maxwell đã xây dựng thuyết điện từ về ánh sáng, theo đó ánh sáng là sóng điện từ..
- Thuyết Maxwell là những tiền đề cho quang học, cơ lượng tử..
- Tại mỗi điểm trong không gian có vectơ cường độ điện trường E vectơ điện dịch D thì mật độ năng lượng điện trường là: Tại mỗi điểm vectơ cường độ điện trường B vectơ cảm ứng điện từ H thì mật độ năng lượng từ trường là: Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ.
- Mật độ năng lượng của trường điện từ tại điểm đó:.
- Năng lượng của miền không gian có thể tích V của trường điện từ là: Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ.
- Xét sự lan truyền của trường điện từ trong không gian không có dòng điện j=0 và không có điện tích tự do hệ phương trình Maxweell tại một điểm trong không gian là..
- Từ (1’) ta được:.
- Từ (3’) và (1’) ta có:.
- Mặt khác: Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ.
- Đây là phương trình vectơ cường độ điện trường trong không gian với vận tốc truyền v:.
- Trong chân không nên thay các giá trị của vào hệ thức ta thấy vận tốc truyền vectơ.
- Phương trình trên là phương trình truyền sóng như vậy trường điện từ lan truyền với dạng sóng gọi là sóng điện từ Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ 488.unknown.
- Khi điều chỉnh hiêu điện thế và khoản cách A, B sao cho có hiện tượng phóng điện giữa A và B thì tại mọi điểm trong không gian lân cận A và B đều có một cặp vectơ cường độ điện trường và cường độ từ trường biến thiên theo thời gian..
- Khi có sự phóng điện, điên trường giữa A và B giảm, biến đổi theo thời gian.
- Theo luận điểm hai Maxwell điện trường biến đổi tai 0 sẽ sinh ra từ trường nghĩa là tại các điểm xuất hiện các vecto cường độ điện trường cũng biến đổi theo thời gian.
- Theo luân điểm thứ nhất của Maxwell từ trường biến đổi theo thời gian lại sinh ra từ trường xoáy, do đó tại các điểm lại xuất hiện các vecto cường độ điện trường.
- Vậy: trong quá trình phóng điện giữa A và B cặp vecto B, H luôn truyển hóa cho nhau và được truyền đi từ điểm này tới điểm khác trong không gian, quá trình truyền đó tạo thành sóng điện từ.
- Sóng điện từ là trường điện từ biến đổi truyền đi trong không gian..
- Sóng điện từ là sự lan truyền của trường điện từ nên phương trình truyền sóng có dạng.
- Vậy: Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ.
- Phương trình được viết trong môi trường không có dòng điện và điện trường tích tự do, nên sóng được gọi là sóng từ tự do.
- Trong trường hợp đơn giản nhất là sóng hình sin truyền theo chiều dương của trục ox Nghiệm của phương trình có dạng: Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ.
- Cường độ điện trường.
- Vậy C hằng số tích phân với một cường độ từ trường không đổi nào đó Cường độ từ trường H.
- Theo hệ phương trình Maxwell thứ nhất thì: Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ.
- Vậy điện trường và từ trường biến thiên đồng pha với nhau..
- Vectơ cường độ điện trường và cường độ từ trường có giá trị tỷ lệ với nhau.
- ta có: Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ.
- Sóng điện từ tồn tại cả trong môi trường chất và chân không..
- Sóng điện từ là sóng ngang.
- Tại mọi điểm trong khoảng không gian có sóng điện từ E H, v luôn vuông góc với nhau tạo thành một tam diện thuận..
- Vận tốc truyền sóng trong môi trường đồng chất và đẳng hướng cho bởi: Từ phương trình Maxwell và thực nghiệm ta rút ra kết luận: Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ.
- Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ 492.unknown.
- Sóng cực ngắn Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ 494.unknown.
- Cảm ơn thầy và các bạn lắng nghe.! He he Học thuyết Maxwell-giá trị học thuyết-sóng điện từ