摘 要:围绕宏观电磁场理论，利用洛仑兹力、麦克斯韦方程组和介质状态方程推导出电磁动量守恒定律，着力研究电磁动量密度的不同形式。利用电磁动量计算作用在不同介质界面的辐射压，结合实例给出应用，以求深入认识和理解电磁场的物质性。92627

毕业论文关键词: 电磁场，麦克斯韦方程组，洛仑兹力，动量，动量守恒定律，辐射压

Abstract：Based on the theory of macroscopic electromagnetic field, the laws of conservation for electromagnetic momentum are derived by using of Lorentz force, Maxwell's equations and the constitutive relation of media, and the different forms of electromagnetic momentum density are studied。 The radiation pressure acting on the interface of different media are calculated by the electromagnetic momentum, and some examples are given in order to comprehend the materiality of electromagnetic field。来自优O尔P论R文T网WWw.YoueRw.com 加QQ7520`18766

key words：Electromagnetic fields； Maxwell equations；Lorentz force；momentum；law of conservation of momentum； Radiation pressure

目  录

0。 引言。4

1。 电磁场动量守恒定律。4

1。1真空中电磁场动量守恒定律  。  5

1。2介质中电磁场动量守恒定律。 6

2。 电磁场动量。7

2。1真空中的电磁场动量7

2。2介质中电磁场动量的两种形式8

3。 辐射压计算。10

3。1真空中的辐射压11

3。2绝缘介质界面上的辐射压11

3。3导电介质界面上的辐射压13

3。4辐射压的应用15

结语16

参考文献17

致谢18

0 引言论文网

电磁场是物质，象实物客体一样具有能量 、线动量 、角动量 等物质属性。在客观物理世界中，电磁场与电磁场之间、电磁场与物质之间等的相互作用方式多以力的形式显现，而力 又与动量密切相关，因而人们普遍关心电磁场的动量问题[1]。当电磁场与物质相互作用时，场与场、场与客体之间等将发生动量转移，首先，按照内特(E。Nother)定理，电磁场具有空间平移变换的不变性，应该满足(线)动量守恒定律；其次，动量转移的结果将产生力的相互作用，即产生辐射压力，而辐射压力在物理系统中将产生一定的效应，特别是在天体物理、纳米尺度系统等现代科技领域中有着十分重要而广泛的应用；再者，现有的电磁理论虽然已经十分成熟，但是一旦涉及到介质中的电磁场动量等问题，还仍存在一些未有定论的问题[2]，例如，光(电磁波)在介质中的动量已列入理论物理学中的著名Rudolf Peierls惊奇之一，该问题已争论百年之久，一直困扰着物理学工作者，人们进行了大量的实验和相关的理论研究，并由此衍生出许多有趣的问题。综上可见，研究电磁场的动量与辐射压问题，对于深入认识电磁场的物质性、电磁场内在的相互作用以及实际应用等诸方面具有十分重要的意义。

本文主要从宏观电磁理论出发，利用洛伦兹力、麦克斯韦方程组和介质状态方程推导出电磁动量守恒律，着力关心与研究电磁动量密度的不同形式。进一步，利用电磁动量计算作用在不同介质界面上的辐射压等问题，结合实例给出具体应用，以求从物质性方面对电磁场本身作进一步深入的理解与认识。

1 电磁场动量守恒定律文献综述

根据经典理论，电磁场是连续分布的物质，它以波的形式存在。电磁场与带电物质之间发生相互作用时，电磁场对带电物质有力的作用，带电物质受到力的作用动量发生变化，同时电磁场也受到带电物质对它的力，它的动量也会发生相应的变化。麦克斯韦方程组最重要的特点就是揭示了电磁场内部相互作用及其运动规律，更体现了电磁场可以独立于电荷之外而存在；而洛仑兹力密度公式则揭示了电磁场对电荷系统的作用力。作为麦克斯韦方程组直接而具体的应用，结合力的关系和介质的状态方程，可以推导出电磁场与电荷系统的动量守恒定律等。