2022-2023学年高二物理竞赛课件：麦克斯韦电磁场理论

麦克斯韦电磁场理论 1. 完善了宏观的电磁场理论 麦克斯韦电磁场理论 2. 预言电磁波的存在 不考虑自由电荷（传导电流）情况下，电磁场完全对称,电磁场互相激发产生电磁波 由格林定理导出麦氏方程的微分形式： 介质方程 + 两个旋度方程，即可得出电磁场的波动方程 对第二个方程求散度，旋度的散度=0，可还原流连续方程 对两旋度方程再求一次旋度，再利用介质方程，两方程将各自封闭 旋度 电磁场在x方向变化 电磁场也是波，波速 波动对象, 传播方向, 速度 真空中： 光速 介质：折射率 C 电磁波是横波 与 同相 x y z O 能流密度矢量 1865年麦克斯韦预言 1886年赫兹实验验证 斯特藩－玻耳兹曼定律： 维恩位移定律： 黑体辐射 辐射公式： 光电效应方程： 红限频率： 光电效应 遏止电压和光电子的最大初动能关系： 能量子： . 普朗克量子假设和辐射公式 理学院 物理系 陈强 光的波粒二象性(爱因斯坦光子理论） 光子的动量： 光子的能量： 康普顿效应 康普顿散射公式： 电子的康普顿波长： 氢原子光谱 波数公式： 辐射公式： 角动量量子化条件： 理学院 物理系 陈强 微观粒子的波粒二象性和不确定关系 德布罗意波关系式： 不确定关系： 薛定谔方程 定态薛定谔方程： 波函数Ψ 应满足单值、有限、连续等条件，薛定谔方程是量子力学的基本方程. 一维无限深势阱中的粒子： 理学院 物理系 陈强 一维谐振子 1.能量量子化 氢原子 1. 能量量子化 n = 1 ，2 ，3 ，···（主量子数） 2. 角动量量子化 l = 0 ，1 ，2 ， … , n-1 [角量子数(副量子数) ] 3. 角动量空间量子化 ml = 0 , ±1 , ±2 , … , ±l （磁量子数） 2. 零点能 E0= hv/2 理学院 物理系 陈强 $