电磁场的能量与动量——能量

hyhans
hyhans 这家伙很懒,还没有设置简介...

0 人点赞了该文章 · 3 浏览

电磁场的能量与动量——能量

我们若何能获得电磁场作为一种物资的存在方式,具有能量、动量呢?

以下会商参考复旦大学周磊教员电动力学讲业很是保举的一位教员,授课重视物理的讲授,很是出色!)

我们从两方面来看:

1.尝试发现,我们将源关掉,在一段时候内,空间的电磁场不会立即消失,照旧有对带电体做功及改变其动量的才能。

2.斟酌源点荷、电流建立电磁场的进程。以电场为例,终极电场可看做原本散落在无穷远处的一系列点电荷组成。为了建立电场,我们经过做功把电荷从无穷远处准静态地一个一个搬过来,最初电场建立完成,外力在进程中做的功不会无缘无故的消失,因而我们可以以为能量转化为了电磁场的能量。

既然大师已经认可了,电磁场是有能量和动量的一种物资存在,那我们用数学的说话来把其表述出来。(假如不认可,那就不认可吧。。。也可以看做场是计较电力、磁力的一其中心步调)

1.真空中电磁场的能量守恒

留意:磁场对电荷不做功

我们先斟酌单元时候内场对电荷的做功

我们来看改写箭头指向的式子,很直观。

等号右侧,标记暗示能流流进闭合曲面,流入的能流转化为了什么呢?可以看到,一部分转化为了物资的机械能量,另一部分则是电磁场的能量!

我们可以进一步对能量守恒这个式子停止会商

可以清楚地看到,无源区,能量守恒的形式与流体力学持续性方程、电荷守恒定律千篇一概。这样也再次说了然电磁场是一种物资。

(ps:昨天我妈看我文章,说我用纸的背面写,影响美妙,可是这样环保呀!当大师看到这类后背墨水印过来时,感受很不爽时,想一想我们的大自然、为我们抵抗风沙的树木,哈哈哈哈,扯远了,接着讲)

理论是熟悉的根本、来历、目标、成长动力和检验标准。(不要走同学,你没有走错,这里是马克思主义哲学.. 哦差池,电动力学专场)

让我们来看一个例子,从理论中体味一下能量守恒

缓慢充电的电容器

(ps:中心有个细节,我没太搞大白,假如看到这篇文章的你有看法,可以私聊我。可以看到电容器在缓慢充电中发生了磁场,那末为什么电容器中总能量只包括了电场进献,假如加上了磁场能量,那末就推导不出能量守恒定律了。感受有点bug)

疏忽细节,我们从这个计较中可以看到一个新的物理图景。之前我们以为电容器中能量是电荷从导线里带过来的,但这里可以看到能量是从电容器里面的空间经过电容器侧面流入。

推而广之,任何一个静电状态的建立。在建立进程中,电场会发生变更,因此由于位移电流发生磁场,这样在建立进程中有能流存在,一点一点的把能量运进来。(可以看到电场磁场是好哥们,磁场帮着电场运能量,却不求回报)

2.介质中电磁场的能量守恒

既然在空间中存在介质,那就会有极化电荷、极化电流、磁化电流。电磁场却不认得电荷、电流前面的定语,只如果电荷、电流,他就狼吞虎咽地感化上去。(词似乎用的...难以描写)

这两种能量是截然分歧的

我们把第二项——极化能,归于电磁场在介质的能量中,也就是我们把电磁场和电磁介质看做一个整体,一个系统,一个阵营。

推导与真空中的大同小异,我们间接给出成果,但要留意介质是线性无色散介质。

应用这个式子的时辰要出格留意,我们把电磁场与电磁介质放在一路,作为一个整体。

也就是说,流入的能流,酿成了传导电荷的机械能(或进一步与外界交换进来的热能)和电磁场+电磁介质中贮存的能量。

发布于 2023-03-25 20:57

免责声明:

本文由 hyhans 原创或收集发布于 火鲤鱼 ,著作权归作者所有,如有侵权可联系本站删除。

火鲤鱼 © 2024 专注小微企业服务 冀ICP备09002609号-8