复旦大学：《电动力学》学生课堂报告_介质中磁化极化能量讨论

介质中磁化极化能量讨论 09300190010周之光

09300190010 周之光

问题回顾 电磁总能量的表达式 场源固定 电场 电势固定 矢势固定 磁场 电流密度固定

 问题回顾  电磁总能量的表达式  场源固定  电势固定  矢势固定  电流密度固定 电场 磁场

问题回顾 极化能与磁化能的计算 u.=50@n)-2 (EEE+(}B/)==P·E-=M·B 其中包含的极化磁化能被扣除 应计算系统有效能密度》→排除外界能量补充的体系总能 再对真空场下的能量密度作差

 极化能与磁化能的计算 0 0 0 1 1 1 1 u -u ( ) ( / ) 2 2 2 2             D E B H E E B B P E M B   其中包含的极化磁化能被扣除 应计算系统有效能密度， 再对真空场下的能量密度作差 排除外界能量补充的体系总能

电磁能量的表达式 电场 Φdt E d、1 ∫( po+Φo)dr 磁场 212 A·Jdr B δW==(A.6J+JoA)dz

 电场：  磁场： 12 W d     1 ( ) 2     W d      12 W A J d     1 ( ) 2     W A J J A d      BE

电场:场源固定 保持电势不变,放入电介质,场源发生改变 D不变 变化 〉通过外界能量输入或內部能量输出使得场源恢复 尸恢复

 保持电势不变，放入电介质，场源发生改变  通过外界能量输入或内部能量输出使得场源恢复 E  不变  变化 E  恢复

第一步: Φ=0 Sw dδ0dr 第二步: 相等 Sw ob+下Sp)dr 6W=-26V E

 第一步：  第二步：   0 12 W d E      '     ' ' ' 1 ( ) 2 W d E          ' 2 W W E E     相等

本构关系 W-W=△WE+△WE 「P P·Edr P·Edr 因此,在场源固定的情况下,不需要有外界能量的输入 系统有效能就是其系统总能

0   W W W W 0 E E       0 0 1 2     P E d P E d     0 1 2    P E d  本构关系 因此，在场源固定的情况下，不需要有外界能量的输入 系统有效能就是其系统总能

=0 →SW, 20 dt 根据本构关系: δWn=-「D·dEdz=→6WE 6D·Edr 系统等效能密度: D·E

  0 1 2 W d E       根据本构关系： 系统等效能密度： 1 2 W D E d E       1 2 W D E d E       1 2 E u D E  

作差积分计算极化能密度: WE-WE0=∫(E.D-B0·D)lr P·Edr △ P·E

 作差积分计算极化能密度： 0 0 0 1 ( ) 2 W W E D E D d E E        0 1 2    P E d  0 1 2 E     u P E

电场:电势固定 丶保持场源不变,放入电介质,电势发生改变 人不变 ①变化 〉通过外界能量输入或內部能量输出使得场源恢复 恢复

 保持场源不变，放入电介质，电势发生改变  通过外界能量输入或内部能量输出使得场源恢复 E  不变  变化 E  恢复