Electronmagnetism
静电场
相关定义
- 静电场
-
由静止的电荷产生的电场.
电偶极子 -
相隔一定距离的等量异号点电荷,
当它们的距离 l 比从它们到所讨论的场点的距离小得多时,
这个电荷系统称为电偶极子.
面在点乘叉乘运算中的方向由其的法向量代表.
闭合曲面的法向量方向由内向外.
电势梯度 (U) - 任意点 P 的各个方向中电势升高最快的方向和那个变化率.
相关公式
真空库伦定律:
电偶极子中垂线上较远处的电场:
无限长的带电直线周围的电场: E =
电通量 (
电势差 (U):
电荷连续体的电势:
距离无限长直导线 x 处的电势大小:
与电偶极子连线中点距离为 r 的点的电势:
静电平衡高斯定律:设 E 为静电平衡的物体表面 紧邻处的电场强度,
电容 (U): U = dq/dV. 平行版电容的电场 (E):
电容串联时,总电容 1/U =
电容并联时,总电容 C =
相关定律
- 高斯定律:真空静电场中,
通过任意封闭曲面的电通量等于该封闭面所包围的电荷的电量的代数和 /
. 应用时注意电场强度大小在面上最好相等.
- 平面定律:在无限大的均匀带电平面附近,电场匀强,等于电荷密度 / 2
.
- 保守性:静电场是保守场.
- 静电平衡曲面定律:
孤立的静电平衡的导体的面电荷密度与曲率正相关.
- 并联电容中
, 串联电容中
电流
相关定义
- 稳恒电流
-
导体内各处 J 不变的电流.
稳恒电场 - 不随时间改变的电场.
相关公式
电流强度 (I):
电流密度 (J):
电源电动势 (
非静电性场强 (
电子载流子公式: J = nqv, v 是通电时的漂移速度,
q 是单个载流子的电荷量.
霍尔电势差: U =
电阻 (R):
微分欧姆定律:
电导率温变公式:
稳恒电路欧姆定律:
相关定律
- 稳恒电流产生稳恒电场.
- 流过封闭曲面的稳恒电流为 0.
- 出入定律:对于一个节点,流入电流的代数和等于流出电流的代数和.
- 出入定律:对于一个节点,流入电流的代数和等于流出电流的代数和.
- 稳恒电场中沿闭合回路一周的电势差为 0.
磁场
相关定义
真空磁导率 (
感应电场:有旋 (电场线类似涟漪) 无源场,电场线闭合,电通量为 0,
环路有电流.
相关公式
磁力:
安培力:
洛仑兹力:
带电粒子在磁场中的运动螺距 (k):
批萨定律:
无限长电导线对距离 r 处的点产生的磁场:
无限长通电螺线管的内部轴线上的磁场强度:
通电螺线管端口中心的磁场强度:
电磁感应: dU =
电磁感应电荷:
电磁感应等效非静电性场强 (
动生电动势 (
感生电动势 (
闭合电路在匀强磁场中
磁距 (
通电线圈在磁场中受到的力矩:
圆形通电线圈在轴线上的磁场:
相关定律
磁场连续定理:任意磁场中封闭曲面的磁通量为 0.
动感定律:动生电动势与感生电动势可以代数相加.
光学
相关定义
- 相干光
-
相同频率,方向,振幅,恒定相位差的光互相干涉形成的光.
光程 (nx) -
光在介质中通过的路程折算到同一时间内真空中所通过的相应路程,n =
.
折射率 -
电磁波在真空中波长 (速) 跟介质中波长 (速) 之比.
增透膜 - 利用薄膜干涉使反射光减小的膜
相关公式
相位差 (
相关定律
光程差是半波长的偶数倍时,光的相位差
光程差是半波长的奇数倍时,光的相位差是
光路中插入薄透镜不会产生附加的光程差.
半波损失:光从 光疏介质到光密介质反射时,
反射波附加
相同时间内不同介质中的光程相同,距离不同.
杨式干涉
近似认为两束光平行.
波程差:
条纹间距:
j 为级次.
薄膜干涉
设光从折射率
光程差:
反射光与透射光的条纹互补,因为反射光多一个半波损失,使得相位偏移了
应用:增透膜,使反射光之间光程差为
设膜的最小距离为 d, 则光垂直射入时距离最短
劈尖干涉
因为夹角非常小,垂直底面入射的光可以近似看成原路反射.
等倾干涉
点光源照到表面平整,薄膜厚度均匀,光程差由入射角决定,
同一级条纹具有相同的倾角.
考虑半波损失 条纹分布规律与杨式干涉类似.
相邻条纹间距
光的衍射,惠更斯 - 菲涅耳原理
- 光的衍射
-
光传播中遇到障碍物会传播方向回变化,
在绕过障碍物后各点产生一定规律分布.
### 菲涅耳衍射 衍射屏离光源和接收屏有限远.
富稂和费衍射
设缝宽为 a, 间距为 D.
若 D >> a, 则两个光可近似看成平行光,极光程差为 asin
当极光程差为半波长奇数倍时为亮纹,偶数倍时为暗纹.
中央明纹角宽度
中央明文线宽度
距离中心越远亮带越暗.