电磁学绪论
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电磁学 绪论
2 电磁学发展简史
1、人类对于电磁现象表面性质的认识： （1） 公元前585年，希腊哲学家泰勒斯已记载了用木块摩擦过的琥珀 琥珀吸引碎草等轻 琥珀 小物体，以及天然磁矿石吸引铁的现象。摩擦过的煤玉；磁石可以吸引一串铁片、具有 磁极、相同磁极相排斥、弱磁可被强磁改变磁极、磁石制成罗盘 罗盘用于航海。这一相当长 罗盘 时间琥珀与磁石的性质被看成是其固有的性质。 （2）春秋战国时期（公元前770—221年），已有“山上有慈石者，其下有铜金”， 山上有慈石者， 山上有慈石者 其下有铜金” 慈石名铁，或引之也” 司南勺。在北宋时， “慈石名铁，或引之也”等磁石吸铁的记载。东汉已有指南针的前身司南勺 司南勺 已有利用地磁场进行人工磁化制作指南鱼或用磁石磨针制作指南针 指南针，并用于航海；西汉 指南针 末年已有“瑇瑁吸鍩 瑇瑁吸鍩”的记载，以及“元始中 元始中……矛端生火 矛端生火”，晋朝“今人梳头，解着 今人梳头， 瑇瑁吸鍩 元始中 矛端生火 今人梳头 衣， 有随梳解结，有光者，亦有咤声”。 有随梳解结，有光者，亦有咤声 2、人类对于电磁现象本质的认识： （1）1600年，英国的吉尔伯特 吉尔伯特的《磁石论 磁石论》对于磁石的各种基本性质作了系统的定 吉尔伯特 磁石论 性描述。把经摩擦的琥珀等能吸引轻小物体的性质称为“电的 电的”（electric)。他制作了 电的 第 一只验电器 验电器。大约在1660年马得堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机 摩擦起电机。在静电实验研究 验电器 摩擦起电机 中起着重要作用，直到十九世纪霍耳兹 特普勒 霍耳兹和特普勒 感应起电机后才被取代。 霍耳兹 特普勒分别发明感应起电机 感应起电机
电磁学电子教案
绪论
1 电磁学研究的对象 2 电磁学发展简史 3 电磁学的内容及结构 4 电磁学课程的地位和作用
第01章——电磁学概论
互感系数的大小，决定于两个线圈的匝数、几何形状、相 对位置以及周围介质等因素。其大小反应了一个线圈在另外一 个线圈中产生互感电势的能力。 （三）线圈的极性 对于互感电压，因产生该电压的电流在另一线圈上，因此 ，要确定其符号，就必须知道两个线圈的绕向。这在电路分析 中显得很不方便。为解决这个问题引入同名端的概念。 当两个电流分别从两个线圈的对应端同时流入或流出，若 产生的磁通相互加强时，则这两个对应端子称为互感线圈的同 名端。
F12 =
4Π ∫l1 ∫l2
μ0
I 2 dl2 * ( I1dl1 * er ) 2 r 12
µ0——真空中的磁导率，其值为4π*10-7H/m; r12——两个电流元之间的距离； er——单位矢量。
二、磁感应强度 根据电磁场观点，两个电流回路之间的作用力实质上是 通过“磁场”来间接作用的磁场力，用毕萨定律描述磁感应 强度如下式： μ0 Idl 1 * e r B1 = r2 4π ∫l1 B——磁感应强度，单位为特斯拉（T）。 载流导体周围存在着磁场，即电流产生磁场为电流的 磁效应。 通电导线（或线圈）周围磁场（磁力线）的方向，可 以用右手定则来判断。 通电导线在磁场中受力的方向，可以应用左手定则来 确定。
体物质和真空中。
∂D ∂t ——位移电流密度，存在于磁场随时间变化的任何实
八、自感与互感 在实际电路中，磁场的变化常常是由于电流的变化引起的。 因此，把感应电动势直接和电流的变化联系起来具有重要的 实际意义。互感和自感现象的研究就是找出这方面的规律。 （一）自感 由于线圈自身电流的变化而引起线圈内产生电磁感应的 现象，叫做自感现象。由自感现象而产生感应电动势叫做感 应电动势。 线圈自感系数的大小，决定与线圈本身的结构（如匝数 、几何形状、尺寸）和周围介质的导磁系数。 （二）互感 两临近线圈之间的电磁感应现象称为互感现象。
《电磁学》第0章 第0.1节 绪论(1学时)
《电磁学》绪论
《电磁学》绪论 林志立
华侨大学信息科学与工程学院 Email：zllin@
QQ群：200310752
《电磁学》绪论
绪论
1. 《电磁学》的研究对象和基本内容 2. 《电磁学》的地位与应用 3. 《电磁学》发展简史 4. 《电磁学》课程简介和考核方式
2015-4-14
2015-4-14
第8 页
华侨大学《电磁学》课程教研组
《电磁学》绪论
3、《电磁学》的发展简史
(1)人类对于电磁现象表面性质的认识
公元前585年，希腊哲学家泰勒斯(Thales)已记载了用木块摩擦过 的琥珀吸引碎草等轻小物体，以及天然磁矿石吸引铁的现象。 磁石可以吸引一串铁片、具有磁极、相同磁极相排斥、弱磁可被强 磁改变磁极、磁石制成罗盘用于航海。这一相当长时间琥珀与磁石的性 质被看成是其固有的性质。 春秋战国时期（公元前770-221年），已有“山上有慈石者，其下有 铜金”，“慈石名铁，或引之也”等磁石吸铁的记载。 东汉已有指南针的前身司南勺。在北宋时，已有利用地磁场进行人 工磁化制作指南鱼或用磁石磨针制作指南针，并用于航海.
伏打电池
2015-4-14 第13页 华侨大学《电磁学》课程教研组
《电磁学》绪论
3、《电磁学》的发展简史
⑶ 安培、毕奥和萨伐尔对载流导线进行了研究。 ⑷电流磁效应的发现打开了电应用的新领域。 ①1825年斯图金发明了电磁铁； ②1833年高斯和韦伯制造了第一台简陋的单线电报机； ③1837年惠斯通和莫尔斯独立地发明了电报机；莫尔斯还发明了一 套电码； ④1855年威廉· 汤姆孙解决了水下电缆传输慢的问题，1866年大西洋 电缆铺设成功； ⑤1876年美国的贝尔发明了电话机； ⑥1826年安培研究电路得出安培定律； ⑦1848年基尔霍夫澄清了电位差、电动势、电场强度等概念，并解 决了分支电路问题。 ⑸1831年法拉第发现了电磁感应定律，其方向由楞次于1834年给出； 其数学公式由诺埃曼于1845年给出。
《电磁学》绪论 林志立
华侨大学信息科学与工程学院 Email：zllin@
QQ群：200310752
《电磁学》绪论
绪论
1. 《电磁学》的研究对象和基本内容 2. 《电磁学》的地位与应用 3. 《电磁学》发展简史 4. 《电磁学》课程简介和考核方式
2015-4-14
2015-4-14
第8 页
华侨大学《电磁学》课程教研组
《电磁学》绪论
3、《电磁学》的发展简史
(1)人类对于电磁现象表面性质的认识
公元前585年，希腊哲学家泰勒斯(Thales)已记载了用木块摩擦过 的琥珀吸引碎草等轻小物体，以及天然磁矿石吸引铁的现象。 磁石可以吸引一串铁片、具有磁极、相同磁极相排斥、弱磁可被强 磁改变磁极、磁石制成罗盘用于航海。这一相当长时间琥珀与磁石的性 质被看成是其固有的性质。 春秋战国时期（公元前770-221年），已有“山上有慈石者，其下有 铜金”，“慈石名铁，或引之也”等磁石吸铁的记载。 东汉已有指南针的前身司南勺。在北宋时，已有利用地磁场进行人 工磁化制作指南鱼或用磁石磨针制作指南针，并用于航海.
伏打电池
2015-4-14 第13页 华侨大学《电磁学》课程教研组
《电磁学》绪论
3、《电磁学》的发展简史
⑶ 安培、毕奥和萨伐尔对载流导线进行了研究。 ⑷电流磁效应的发现打开了电应用的新领域。 ①1825年斯图金发明了电磁铁； ②1833年高斯和韦伯制造了第一台简陋的单线电报机； ③1837年惠斯通和莫尔斯独立地发明了电报机；莫尔斯还发明了一 套电码； ④1855年威廉· 汤姆孙解决了水下电缆传输慢的问题，1866年大西洋 电缆铺设成功； ⑤1876年美国的贝尔发明了电话机； ⑥1826年安培研究电路得出安培定律； ⑦1848年基尔霍夫澄清了电位差、电动势、电场强度等概念，并解 决了分支电路问题。 ⑸1831年法拉第发现了电磁感应定律，其方向由楞次于1834年给出； 其数学公式由诺埃曼于1845年给出。
电磁场与电磁波绪论课件
PART 03
电磁场与电磁波的应用
无线通信
无线通信是利用电磁波在空间传输信息的通信方式，包括移动通信、无线局域网、 卫星通信等。
无线通信技术不断发展，从2G到5G，传输速度和可靠性不断提高，覆盖范围也不断 扩大。
无线通信在现代社会中发挥着重要作用，是人们获取信息、交流沟通的主要方式之 一。
雷达探测
详细描述
磁测法使用磁通量探头或磁力计来测量磁场 强度或磁通量密度，通过测量磁力或磁通量 变化来推算电场强度。这种方法在磁场测量 和磁力应用中较为常见，具有较高的灵敏度 和分辨率。
光测法
总结词
光测法是一种通过测量光的干涉、衍射和偏 振等特性来研究电磁场的方法。
详细描述
光测法利用光的干涉、衍射和偏振等特性与 电磁场相互作用的原理，通过测量光的变化 来推算电磁场的分布和性质。这种方法在光 学和光谱学领域中较为常见，具有较高的空
总结词
电磁波的电场矢量方向称为极化方向， 极化是电磁波的一个重要特性。
VS
详细描述
在空间中传播的电磁波，其电场矢量的方 向称为极化方向。由于电场和磁场相互垂 直，因此极化方向与传播方向构成一个平 面。不同的极化方向可以影响电磁波的传 播方式和性质，如折射、反射等。极化是 研究电磁波传播和应用的重要参数之一。
雷达探测是利用电磁波探测目标 并获取其位置、速度、形状等信
息的探测方式。
雷达广泛应用于军事、航空、气 象等领域，对于监测和预警具有
重要意义。
雷达探测技术不断发展，探测精 度和抗干扰能力不断提高，能够
更好地满足各种应用需求。
医学成像
医学成像是指利用电磁波对生 物体进行无损检测和成像的技 术。
医学成像技术包括X射线、超 声、核磁共振等，能够提供人 体内部结构和病变的详细信息 。
电磁场与电磁波课件绪论课件
电磁波作为探测未知世界的一种重要手段，主要研 究领域为电磁波与目标的相互作用特性、目标特征 的获取与重建、探测新技术等。
电磁场与电磁波课件绪论课件
绪论
时变电流或 加速运动的 电荷向空间 辐射电磁波
研究设计产 生能满足各 种应用要求 的电磁波
作为信息的载体应用 于通信、广播、电视
电
作为探求未知物质世界的
Cellular Subscribers [M]
200 150 100
50
USA
Japan
Germany Italy / UK
India
0 1990
1992
1994 1996 1998 2000
电磁场与电磁波课件绪论课件
2002
2004
绪论
移动通信发展演进
Wide band
Broad band
B3G/4G
（a）是振荡电路，含有两个金属放电杆，每根杆的一端有一 金属球，两球间有一个敞开的空气隙。
（b）是一个检测电磁波的装置 ，不带电池或其它内部电源， 是将一条导线弯成圆形，在导线的两端焊上两个金属小球， 小球间留有小的间隙 。
电磁场与电磁波课件绪论课件
绪论
2、电磁场理论的应用和发展
无线电报 1895年，（意）马可尼成功地进行了2.5公里距离的无
New Radio Interface
IP based Core Network
Wireline xDSL
return channel e.g. cellular
Cellular 2nd gen.
WLAN type IMT-2000
Short Range Connectivity
other entities
电磁场与电磁波课件绪论课件
绪论
时变电流或 加速运动的 电荷向空间 辐射电磁波
研究设计产 生能满足各 种应用要求 的电磁波
作为信息的载体应用 于通信、广播、电视
电
作为探求未知物质世界的
Cellular Subscribers [M]
200 150 100
50
USA
Japan
Germany Italy / UK
India
0 1990
1992
1994 1996 1998 2000
电磁场与电磁波课件绪论课件
2002
2004
绪论
移动通信发展演进
Wide band
Broad band
B3G/4G
（a）是振荡电路，含有两个金属放电杆，每根杆的一端有一 金属球，两球间有一个敞开的空气隙。
（b）是一个检测电磁波的装置 ，不带电池或其它内部电源， 是将一条导线弯成圆形，在导线的两端焊上两个金属小球， 小球间留有小的间隙 。
电磁场与电磁波课件绪论课件
绪论
2、电磁场理论的应用和发展
无线电报 1895年，（意）马可尼成功地进行了2.5公里距离的无
New Radio Interface
IP based Core Network
Wireline xDSL
return channel e.g. cellular
Cellular 2nd gen.
WLAN type IMT-2000
Short Range Connectivity
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第一讲 电磁学绪论课件
允许电荷通过的物体叫导体，不允许电荷通过的物体叫绝
缘体或电介质。导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫半导 体。 物体具有不同的导电性，这可用物质的微观结构解释： 金属之所以导电，是因为内部存在许多自由电子，它们可以摆 脱原子核的束缚而自由地在金属内部运动；酸、碱、盐的水溶 液（电解液）之所以导电，是因为内部存在许多能作宏观运动 的正、负离子；反之，在绝缘体内部，由于电子受到原子核的 束缚，基本上没有自由电子，因而呈绝缘性质；在半导体中导 电的粒子（叫做载流子），除带负电的电子外，还有带正电的 “空穴”。
四、电荷的量子性
在自然界中，任何带电体的电荷量值总是以某 一基本单元的整数倍出现，这个基本单元就是一 个质子或一个电子所带电量的绝对值e。 迄今我们所能测定的一切带电粒子的电荷， 都准确地等于这个数值或其整数倍。 在基本粒子的夸克模型中，夸克被认为带有 分数电荷，但未被实验发现。 e=1.602×10-19c（取其绝对值）
解答。
２、静磁场
1820年7月丹麦科学家奥斯特(Oersted)发现电流 的磁效应。
同年10月，法国科学家毕奥、萨伐尔(Biot-Savart) 定量地给出电流元激发磁场的计算。
3、时变的磁场
1831年法拉第(Faraday)发现电磁感应ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ象，它是发电 机的依据，表明不但电荷激发电场，而且变化的磁场 亦激发电场。
5．张玉民等. 《电磁学》
科学出版社 （科大）
6．梁灿彬 秦光戎.《电磁学》 人民教育出版社（北师大）
绪
相互作用的规律，概括为：
论
一、电磁学的研究对象及研究方法
1．研究对象：电荷、电流激发的场及其与物质
charge
运动电荷形成电流
current
绪论
电磁学
2014级物理学
高平 2015.3.9
电磁学发展简介
公元前600年 1820年 奥斯特发现 电流对磁针的作用 1831年 法拉第发现 电磁感应现象
古希腊泰勒斯 第一次记载电现象
1865年麦克斯韦提出 电磁场理论
1905年爱因斯坦建立 狭义相对论
绪论
一、法拉第与电磁感应
人类对电和磁的认识可以追溯到2千多年前。古代的 中国人和希腊人早就知道静电现象, 知道磁石的吸引和排 斥现象。中国发明的指 南针就是一个证明。然 而, 对电和磁进行科学、 系统的研究, 则是在文 艺复兴开始之后。
爱因斯坦进一步提出光量子说，认为热辐射和光辐 射（即电磁波）不仅在原子吸收和发射它们的时候是 一份一份的，而且它们在空间传播时也是一份一份的。 这就是说电磁波是由一粒一粒的光量子组成的，牛顿 提出的光的微粒说似乎又复活了。
法拉第
二、麦克斯韦与电磁理论
在法拉第发现电磁感应定律的1831年, 另一位伟大的 物理学家麦克斯韦出生在苏格兰, 麦克斯韦的父亲是一位 知识渊博、兴趣广泛、多才多艺的人。他不仅是一位律师, 还是一位工程师、发明家。他是儿子的科学启蒙导师, 对 儿子的一生产生了很固执而孤僻的麦克斯韦, 给他起 了个绰号叫“傻瓜”, 使他非常恼 火。三年后, 在一场数学和诗歌比 赛中, 麦克斯韦一举夺得两项第一, 大大出乎同学们的意外, 从此再没 有人敢歧视他了。
琥珀
对电磁学贡献最大的人当数英国的法拉第。他出身 在一个铁匠的家 庭, 由于贫困和 语音上的缺陷, 受到老师嘲笑的 小法拉第被迫离 开了学校。他12 岁开始在街上卖 报, 送报, 13岁 到一家书店作装 订学徒工。
法拉第特别喜欢阅读自然科学方面的书籍, 从不放 过任何一本经他手装订的这类书籍。他利用几乎所有的空 闲时间拼命地读书, 如饥似渴地吸取着书中的知识。虽然 他没有机会上学, 书籍就是他最 好的学校, 正是这段时间的勤奋 阅读, 使他走上了成才之路。
2014级物理学
高平 2015.3.9
电磁学发展简介
公元前600年 1820年 奥斯特发现 电流对磁针的作用 1831年 法拉第发现 电磁感应现象
古希腊泰勒斯 第一次记载电现象
1865年麦克斯韦提出 电磁场理论
1905年爱因斯坦建立 狭义相对论
绪论
一、法拉第与电磁感应
人类对电和磁的认识可以追溯到2千多年前。古代的 中国人和希腊人早就知道静电现象, 知道磁石的吸引和排 斥现象。中国发明的指 南针就是一个证明。然 而, 对电和磁进行科学、 系统的研究, 则是在文 艺复兴开始之后。
爱因斯坦进一步提出光量子说，认为热辐射和光辐 射（即电磁波）不仅在原子吸收和发射它们的时候是 一份一份的，而且它们在空间传播时也是一份一份的。 这就是说电磁波是由一粒一粒的光量子组成的，牛顿 提出的光的微粒说似乎又复活了。
法拉第
二、麦克斯韦与电磁理论
在法拉第发现电磁感应定律的1831年, 另一位伟大的 物理学家麦克斯韦出生在苏格兰, 麦克斯韦的父亲是一位 知识渊博、兴趣广泛、多才多艺的人。他不仅是一位律师, 还是一位工程师、发明家。他是儿子的科学启蒙导师, 对 儿子的一生产生了很固执而孤僻的麦克斯韦, 给他起 了个绰号叫“傻瓜”, 使他非常恼 火。三年后, 在一场数学和诗歌比 赛中, 麦克斯韦一举夺得两项第一, 大大出乎同学们的意外, 从此再没 有人敢歧视他了。
琥珀
对电磁学贡献最大的人当数英国的法拉第。他出身 在一个铁匠的家 庭, 由于贫困和 语音上的缺陷, 受到老师嘲笑的 小法拉第被迫离 开了学校。他12 岁开始在街上卖 报, 送报, 13岁 到一家书店作装 订学徒工。
法拉第特别喜欢阅读自然科学方面的书籍, 从不放 过任何一本经他手装订的这类书籍。他利用几乎所有的空 闲时间拼命地读书, 如饥似渴地吸取着书中的知识。虽然 他没有机会上学, 书籍就是他最 好的学校, 正是这段时间的勤奋 阅读, 使他走上了成才之路。
绪论2-电磁学发展
D L H dL I 0 t ds
3.电磁波的预言 麦克斯韦方程组一个重要结果，就是预言了电磁波 的存在。
4.提出：光波就是电磁波 1856 年韦伯测定电磁波速度值为： V=31.074 万公里 / 秒 , 麦 克 斯 韦 发 现 这 个 值 与 1849 年 斐 索 测 得 的 光 速 31.50万公里/秒十分接近。他认为这不是巧合，而是由 于光的本质与电磁波相同，从而提出了光的电磁理论。 它表明“光本身乃是以波的形式在电磁场中按电磁规律 传播的一种电磁振动”。 从而将光、电、磁理论统一起来。完成了物理学 发展史上的第二次理论大综合。
3. 富兰克林的研究
（1）电荷守恒定律的发现：他发现两个带有不同性质电荷 的带电体，相互接触后可以呈现中性。把电荷分为“正电” 和“负电”，并进一步得出结论①正电和负电在本质上不 应有什么差别；②摩擦起电过程中，总是形成等量异种电 荷； ③摩擦起电过程中，一方失去的电荷与另一方得到 的电荷在数量上相等。从而得到了电荷守恒定律。 （2）费城实验----天电和地电的统一 （3）发明避雷针
伽利落称其为“经验主义的奠基人”。 2.莱顿瓶的发明 1745年，荷兰莱顿大学教授马森布洛克（Musschenbrock)发 明了收集电荷的莱顿瓶。
2.莱顿瓶的发明 1745年，荷兰莱顿大学教授马森布洛克（Musschenbrock)发 明了收集电荷的莱顿瓶。 原始的莱顿瓶是一个玻璃瓶，瓶里瓶外分别贴有锡箔，瓶里 的锡箔通过金属链跟金属棒连接，棒的上端是一个金属球， 这就构成以瓶子玻璃为电介质的电容器。
2.富兰克林的空罐实验
用丝线将一小块软木悬挂在带电金属罐外的附近，软木受到吸引。 但把它悬挂在罐内时，不论在罐内何处，它都不受电力。 富兰克林写信将这一现象告之他的英国朋友普利斯特利 （J.Priestleuy,化学家，氧气的发现者），普利斯特利想到:1687年牛 顿曾证明:万有引力若服从平方反比定律，则均匀的物质球壳对壳内物 体应无作用。 普利斯特利重复了上述实验，并将空罐实验与牛顿推理类比。
绪论-电磁场与电磁波(第3版)-邹澎-清华大学出版社
三、电磁场理论的重要性
3、电磁理论与电路的关系 我们专业的基础课和专业基础课可分为两大类：
与场有关的课程：电磁学、电磁场与电磁波、微波、天线、 电波传播、电磁兼容技术……
与路有关的课程：电路分析、模拟电路、数字电路、高频 电路，射频电路设计……
三、电磁场理论的重要性
这两类课程都是研究电磁现象的，所用的方法不同：
1、数学工具：微分、积分、矢量分析、微分方程、数学 物理方程。
①、显得理论性比较强＊； ②、利用教学工具的能力在科研和工程设计中起着非常重 要的作用，希望同学们在学习电磁场课的过程中，提高利 用数学工具解决实际问题的能力。
四、学习方法
2、本书内容可分为几部分（把握重点）
①、复习性内容：大学物理中学过内容（在电磁场理论中也
公众应用 ：机场监视、海上导航、气象 雷达、测量学、飞机着陆、夜间防盗、 速度测量（警戒雷达）、测绘等
科学应用：天文学、绘图和成像，精密 距离测量，自然资源遥感等
二、电磁场理论的广泛应用
5、微波炉
微波炉
微波炉的发明者是美国的斯本塞
三、电磁场理论的重要性
1、是一门重要的专业基础课
①、所有的信息都是通过电磁场和电磁波传递的*，因此必 须掌握电磁场和电磁波的基本规律。
是很重要的内容），在本课程中不作为重点，但作为预
备知识，要求熟悉，可参考大学物理教材复习＊ 。
②、基本内容：电磁场课程中的基本概念、基本方法。
③、阅读性内容：扩大知识面。
④、第7章在微波技术课中讲，其它章也有一些小节不讲。
以讲课内容为准（在书上作些批注）。
3、 评分方法
①、作业计入期末成绩（要求平时按时完成） 10%
②、是进一步学习一些后续课程的基础：微波技术、光纤 通信、天线、电波传播、电磁兼容技术、射频电路设 计……
电磁场绪论
1998年5月开发者：爱立信、IBM、Intel、诺基亚、东芝等5家公司联合制定近距离 无线通信技术标准。蓝牙 = 无线传输线 . 蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的 开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环 境建立一个特别连接。其程序写在一个9 x 9 mm的微芯片中。所有的设备--包括笔 记本电脑、鼠标、打印机、移动电话、PDA、数码相机等都可通过"蓝牙"技术实现语 音和数据的交换。
电磁场与电磁波
绪论
例如，如果把蓝牙技术引入到移动电话和膝上型电脑中，就可以去掉移动电话与膝 上型电脑之间的令人讨厌的连接电缆而而通过无线使其建立通信。打印机、PDA、桌 上型电脑、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系 统的一部分。除此之外，蓝牙无线技术还为已存在的数字网络和外设提供通用接口 以组建一个远离固定网络的个人特别连接设备群。 蓝牙工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学）频 段。蓝牙的数据速 率为1Mb/s。传输距离：10m-100m 。时分双工传输方案被用来实现全 双工传输。 ISM频带是对所有无线电系统都开放的频带，因此 使用其中的某个频段都会遇到不 可预测的干扰源。 例如某些家电、无绳电话、汽车房开门器、微波炉等等，都可 能是干扰。为此，蓝牙特别设计了快速确认和跳频方案以确保 链路稳定。跳频技术 是把频带分成若干个跳频信道（hop channel），在一次连接中，无线电收发器按一 定的码序列 （即一定的规律，技术上叫做“伪随机码”，就是“假”的随机码）。
体电荷密度 面电荷密度 线电荷密度
lim
0
(C/m ) (C/m2 )
S lim
q S 0 S q l 0 l
电磁学绪论
意义：从实验上验证了电磁波的存在。同时也
宣布了无线电电子时代的开始。
20
河南城建学院数理系
张凤玲
4、怎样学好电磁学（3点）
1).学习电磁学关键是对“场”的理解与把握（3小 点）
电磁学的内容可以归纳为两部分：“场”和 “路”。 “静电场”是学习电磁学中遇到的第一个场，一 般认为学好“静电场”是学好“电磁场”乃至整个 电磁学的关键。
23
河南城建学院数理系
张凤玲
C、关于场的研究应注意的几个问题
选取一定的坐标系——描述“场”分布的先决条件 “对称性分析”——场研究中的有效手段 “近似计算”——电磁场研究中常见的方法 考察结论的渐行为——检验结论的合理性及知识 融会贯通的法宝
24
河南城建学院数理系
张凤玲
2).正确理解和运用电磁学中的“物理模型”
29
河南城建学院数理系
张凤玲
高斯（C.F. Gauss）是 德国著名数学家、物理 学家、天文学家、大地 测量学家。他有数学王 子的美誉，并被誉为历 史上最伟大的数学家之 一，和阿基米德、牛顿、 欧拉同享盛名。
张凤玲
物理学的部分分支学科
经典力学、热学、热力学与经典统计物理学、经 典电磁学与经典电动力学、光学。 狭义相对论与相对论力学、广义相对论与万有 引力的基本理论、量子力学、量子电动力学、量子 统计力学等 粒子物理学、磁电子学、原子核物理学、原子物 理学、分子物理学、晶体物理学、地球物理学、大 气物理学、天文学，以及各种应用物理学科等。 人们习惯上把十九世纪末二十世纪初之前完成的 力学、热学、电磁学理论等称为经典物理学理论，之 后的物理学理论称作近代物理学理论。
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河南城建学院数理系
张凤玲
主要参考资料
电磁学绪论
电磁学绪论
电磁学是物理学的重要分支学科，研究电磁现象以及电磁力的应用和规律。
它的历史源远流长，发展过程涉及许多科学家和学派，可以追溯到古希腊哲学家泰勒斯等人的研究。
电磁学的基本原理包括库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律、毕奥-萨伐尔定律等，这些定律在物理学中有着广泛的应用。
电磁学研究的内容包括电场、磁场、电磁波、电磁辐射、电磁感应等，这些概念在日常生活中也有着广泛的应用，如无线通信、电力、电子设备等。
电磁学的发展历程中，许多科学家做出了重要贡献，其中最著名的莫过于英国物理学家麦克斯韦。
他建立了经典的麦克斯韦方程组，统一了电学和磁学，揭示了光、电、磁的内在联系。
麦克斯韦的贡献不仅在理论方面，他还通过实验验证了电磁波的存在，为现代通信技术的发展奠定了基础。
总之，电磁学是物理学中一门重要的分支学科，它的研究和发展对人类文明的发展产生了深远的影响。
物理电磁学理论
物理电磁学理论物理学是研究自然界各种现象和规律的科学。
而电磁学作为物理学的一支重要分支，研究的是电和磁现象的原理和规律。
本文将探讨电磁学理论的基本概念、电磁场、电磁波以及电磁辐射等内容。
一、电磁学理论基本概念电磁学理论的基础概念包括电荷、电场、电势、磁场、磁感应强度和磁标量势等。
1. 电荷是电磁学研究的基础，分为正电荷和负电荷。
同性电荷相斥，异性电荷相吸。
2. 电场是指电荷周围存在的电力作用区域。
电场主要由电荷产生，并采用电场力线表示，力线越密集表示电场越强。
3. 电势是描述电场强弱的物理量，通常表示为V。
电势差是指在两点之间单位正电荷所具有的电势能差。
4. 磁场是指磁体周围的磁力作用区域。
磁场主要由磁荷（磁单极子）和电流产生。
5. 磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，通常表示为B。
磁感应强度的方向与磁场力线的方向相同。
6. 磁标量势是指描述磁场分布的物理量，通常表示为φ。
二、电磁场电磁场是指电场与磁场同时存在的区域，是电磁学理论的基础概念之一。
1. 电场与磁场的相互作用是电磁场产生的基础。
当电流通过导线时，会产生磁场；而变化的磁场则会产生感应电场。
2. 麦克斯韦方程组是电磁场理论的核心内容，描述了电场与磁场之间的相互关系和运动规律。
3. 电磁力是电磁场中的物体所受到的力，可以通过洛伦兹力计算，包括库仑力和洛伦兹力。
4. 电磁感应是指改变磁场强度或者磁通量时，所产生的感应电动势和感应电流。
三、电磁波电磁波是电磁场的一种表现形式，具有电场和磁场的振荡。
电磁波的传播速度等于真空中的光速。
1. 电磁波的生成是由振动带动电场和磁场的产生，振动的源头可以是电荷的振动或者电流的变化。
2. 电磁波分为空间上的平面波和球面波两种形式。
平面波特点是波阵面平行，球面波特点是波阵面呈球面膨胀。
3. 电磁波的频率和波长呈倒数关系，频率越高，波长越短。
电磁波的频率范围广泛，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和γ射线等。
电磁学绪论
1660年 盖里克 发明摩擦起电机； 研究静电现象基本工具 1733年 杜菲 区分出两种电荷及静电作用的特性 1750年 米切尔 磁极间作用服从平方反比定律；使磁学进入定量研究阶段 1785年 库仑 电荷间作用服从平方反比定律；使电学进入定量研究阶段
1800年 1820年 1820年 1820年 1826年 1831年 伏打 发明电堆；电学由静电走向动电 奥斯特 电流磁效应；突破电与磁的界限，开启电磁学新阶段 安培 安培定律；电流元之间存在相互作用及规律 毕奥-沙伐定律 欧姆 欧姆定律；确定电路的基本规律 法拉第 电磁感应现象-电力线-场 证实电现象与磁现象的统一性。
(1) (2) (3) (4)
四大基本相互作用之一； 物质结构的基础； 其他学科的基础； 众多应用学科的理论背景。
温州大学物理与电子信息工程学院
一. 课程体系与学科地位
电磁学课程体系
电 磁 学
电磁学从实验 提炼理论，而电 动力学注重于数 学语言表达定理 规律 电磁学与电动 力学是电磁现象 的理论分析，而 电工学和电子技 术相对而言属于 实践课程
电 磁 学
Electromagnetics
主讲教师：
蔡建秋 http://jpkc.wzu /dcx
温州大学物理与电子信息工程学院
内容提要
课程体系与学科地位 学科发展与应用图景 课程内容与教学安排 静电基本现象和规律
温州大学物理与电子信息工程学院
一. 课程体系与学科地位
统一场论
X= f (F引, F电, F强, F弱, x, y, z, t)，以一种力场描述所有相互作用
温州大学物理与电子信息工程学院
一. 课程体系与学科地位
电磁学的研究对象
电磁学绪论
总结（5%），课程论文 （20%） 。 3
课程论文：
围绕电磁学的基本规律及其应用，自己选 题，自找参考资料，独立撰写。期末前组织优 秀论文讲演。培养大家的主动学习积极性，拓 宽知识面，培养理论联系实际的精神。
评分要求: 思路清晰,观点正确, 推理符合逻辑、
具有明确的结论. 论文成绩占电磁学总成绩的20% 。
1
2
课程类型：物理学专业必修专业基础课
学时学分：75学时，4学分
课 先修要求：高等数学 力学 热学
程 基本目的：
简 1.全面地、系统地掌握电磁运动的基本现象、基
介
本概念和基本规律 。 2.具有一定的分析和解决电磁学问题的能力，为
后继课程奠定必要的基础。
成绩评定：（全程跟踪考核法 ） 期末考试（60%），作业及平时（15%），课程章节
3、电磁学（electromagnetism）
1820年以前，电学、磁学相互独立；1820年， H.C.Qersted（丹麦）：发现导线中的电流可以影响 罗盘的指针（磁针），才将电学，磁学联系起来。在 电磁学的发展过程中，Franklin, Ampere, Paisson, Gauss,Faraday等很多人都作出了贡献。其中
M.Faraday英国人，1791，生于伦敦人，善于从
各种不同的试验现象中找出最本质的东西，发
明了电磁感应定律和电解定律。
பைடு நூலகம்
11
1831，J.C.Maxwell诞生，（英，1831、11、 13生于苏格兰首府爱丁堡）16岁入爱丁堡大学，后 入剑桥大学学习，最著名的著作是“电磁学论文”， A treatise on eletricity and magnetism 把电磁 学恒为一组方程，Maxwells equations 即只要这 一组四个方程原则上就可以解决电磁的一切问题。 可类比牛顿定律在力学中的地位。但应用范围更广 包括一切大型电磁器件，光学器件的基本原理。
课程论文：
围绕电磁学的基本规律及其应用，自己选 题，自找参考资料，独立撰写。期末前组织优 秀论文讲演。培养大家的主动学习积极性，拓 宽知识面，培养理论联系实际的精神。
评分要求: 思路清晰,观点正确, 推理符合逻辑、
具有明确的结论. 论文成绩占电磁学总成绩的20% 。
1
2
课程类型：物理学专业必修专业基础课
学时学分：75学时，4学分
课 先修要求：高等数学 力学 热学
程 基本目的：
简 1.全面地、系统地掌握电磁运动的基本现象、基
介
本概念和基本规律 。 2.具有一定的分析和解决电磁学问题的能力，为
后继课程奠定必要的基础。
成绩评定：（全程跟踪考核法 ） 期末考试（60%），作业及平时（15%），课程章节
3、电磁学（electromagnetism）
1820年以前，电学、磁学相互独立；1820年， H.C.Qersted（丹麦）：发现导线中的电流可以影响 罗盘的指针（磁针），才将电学，磁学联系起来。在 电磁学的发展过程中，Franklin, Ampere, Paisson, Gauss,Faraday等很多人都作出了贡献。其中
M.Faraday英国人，1791，生于伦敦人，善于从
各种不同的试验现象中找出最本质的东西，发
明了电磁感应定律和电解定律。
பைடு நூலகம்
11
1831，J.C.Maxwell诞生，（英，1831、11、 13生于苏格兰首府爱丁堡）16岁入爱丁堡大学，后 入剑桥大学学习，最著名的著作是“电磁学论文”， A treatise on eletricity and magnetism 把电磁 学恒为一组方程，Maxwells equations 即只要这 一组四个方程原则上就可以解决电磁的一切问题。 可类比牛顿定律在力学中的地位。但应用范围更广 包括一切大型电磁器件，光学器件的基本原理。
《电磁学》绪论【正式】 - 第一部分
9.严济慈,电磁学,北京:高等教育出版社,1989.10.
10.张之翔. 《电磁学千题解》 北京:科学出版社.
6. E.M.珀塞尔. 电磁学. 《伯克利物理教程》第二卷. 南开大 学物理系译. 北京:科学出版社,1979.6.
7. E.M. Purcell. ELECTRICITY AND MEGNETISM Berkeley Physics Course Vol.2. McGraw-Hill.
8. С.Э.福里斯. Α.В.季莫列娃. 普通物理学. 第二卷. 北京: 高等教育出版社.
0-1电磁学的发展、框架及范围 0-1-1电磁学发展早期简史
0-1-2电磁理论的建立和发展 0-1-3电磁学的理论框架 0-1-4经典电磁学理论的局限性
1 0-1 电磁学的发展、框架及范围
电磁学是一门实验学科,诞生与发展依赖于实验现象与分析。
图0-3:电磁学发展、框架
0-1-1.电磁学发展早期简史
(3)建模。物理学并不讳言自身只研究模型。
模型并不全同于真实,但物理学的成功正在于创造出许多成 功的模型。
模型是“理想化”的,但不是“伪劣”的,它突出了许多表面 上看是千差万别的物体最本质的特征,例如法拉第的“力线”模 型的建立等。
演绎(逻辑推演)
特殊
一般
眺望旋转
归纳(系统实验)
图0-22:物理的研究思路
电磁学
图0-1:电磁波
图0-2:波粒二象性
《电磁学》是一门研究电与磁基本规律的科学
该课程中主要讲述电荷和电流产生电、磁场
规律,电场和磁场的相互联系,电场和磁场对电荷和
电流的相互作用,电场和磁场对物质的相互作用及
其所引起的各种效应。
第0章绪论部分
10.张之翔. 《电磁学千题解》 北京:科学出版社.
6. E.M.珀塞尔. 电磁学. 《伯克利物理教程》第二卷. 南开大 学物理系译. 北京:科学出版社,1979.6.
7. E.M. Purcell. ELECTRICITY AND MEGNETISM Berkeley Physics Course Vol.2. McGraw-Hill.
8. С.Э.福里斯. Α.В.季莫列娃. 普通物理学. 第二卷. 北京: 高等教育出版社.
0-1电磁学的发展、框架及范围 0-1-1电磁学发展早期简史
0-1-2电磁理论的建立和发展 0-1-3电磁学的理论框架 0-1-4经典电磁学理论的局限性
1 0-1 电磁学的发展、框架及范围
电磁学是一门实验学科,诞生与发展依赖于实验现象与分析。
图0-3:电磁学发展、框架
0-1-1.电磁学发展早期简史
(3)建模。物理学并不讳言自身只研究模型。
模型并不全同于真实,但物理学的成功正在于创造出许多成 功的模型。
模型是“理想化”的,但不是“伪劣”的,它突出了许多表面 上看是千差万别的物体最本质的特征,例如法拉第的“力线”模 型的建立等。
演绎(逻辑推演)
特殊
一般
眺望旋转
归纳(系统实验)
图0-22:物理的研究思路
电磁学
图0-1:电磁波
图0-2:波粒二象性
《电磁学》是一门研究电与磁基本规律的科学
该课程中主要讲述电荷和电流产生电、磁场
规律,电场和磁场的相互联系,电场和磁场对电荷和
电流的相互作用,电场和磁场对物质的相互作用及
其所引起的各种效应。
第0章绪论部分
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电磁场与电磁波
第0章 电磁学漫谈
二、该课程的内容
• 第一讲：电磁学的数学基础 ——矢量运算 第一讲： ——矢量运算 • 第二讲：电磁学的理论基础 ——麦克斯韦方程组 第二讲： ——麦克斯韦方程组 • 第三讲：微波炉的工作原理 ——材料的电磁特性及边界条件 第三讲： ——材料的电磁特性及边界条件 • 第四讲：静态场分析——静态场的性质及其求解方法 第四讲：静态场分析——静态场的性质及其求解方法 —— • 第五讲：场与路的关系 ——路量与场量之间的关系 第五讲： ——路量与场量之间的关系 • 第六讲：隐身飞机是怎么隐身的？——平面电磁波特性 第六讲：隐身飞机是怎么隐身的？——平面电磁波特性 • 第七讲：电磁波是怎么产生的？——电磁波的辐射原理 第七讲：电磁波是怎么产生的？——电磁波的辐射原理
电磁场与电磁波
第0章 电磁学漫谈
三、场的基本概念
• 1.什么是场？
• • 重力场、温度场、电磁场、…… a.从数学角度：场是给定区域内各点数值的集合，这些 数值规定了该区域内一个特定量的特性。 • • 比如：T 是温度场中的物理量，T 就是温度场 b.从物理角度：场是遍及一个被界定的或无限扩展的空 间内的，能够产生某种物理效应的特殊的物质，场是具有 能量的。
电磁场与电磁波
第0章 电磁学漫谈
• 12、1840年，英国科学家焦耳提出了焦耳定律，揭示了电 磁现象的能量特性。 • 13、1848年 ，德国科学家基尔霍夫提出了基尔霍夫电路理 论，使电路理论趋于完善。 • 奥斯特的电生磁和法拉第的磁生电奠定了电磁学的基础。 • 14、 电磁学理论的完成者——英国的物理学家麦克斯韦 （1831—1879）。麦克斯韦方程组——用最完美的数学形 式表达了宏观电磁学的全部内容 。麦克斯韦从理论上预言 了电磁波的存在。
电磁场与电磁波
第0章 电磁学漫谈
2.场的分类 a. 按物理量的性质分：
标量场：描述场的物理量是标量。 矢量场：描述场的物理量是矢量。
b. 按场量与时间的关系分：
静态场：场量不随时间发生变化的场。 动态场：场量随时间的变化而变化的场。 动态场也称为时变场。
电磁场与电磁波
第0章 电磁学漫谈
• 15. 1866年，德国的西门子发明了使用电磁铁的发电机， 为电力工业开辟了道路。 • 16. 1876年，美国贝尔发明了电话，实现了电声通信。 • 17. 1879年，美国发明家爱迪生发明了电灯，使电进入了 人们的日常生活。 • 18. 1887年，德国的物理学家赫兹首次用人工的方法产生 了电磁波。 • 19. 随之，俄国的波波夫和意大利的马可尼，利用电磁波 通信获得成功，开创了人类无线通信的新时代。
电磁场与电磁波
第0章 电磁学漫谈
•4. 1753年，俄国著名的电学家利赫曼在验证富兰克林的实 验时，被雷电击中，为科学探索献出了宝贵的生命。 •5. 1638年，在我国的某些建筑学的书籍中就有关于避雷的 记载：屋顶的四角都被雕饰成龙头的形状，仰头、张口，在 它们的舌头上有一根金属芯子，其末端伸到地下，如有雷电 击中房顶，会顺着龙舌引入地下，不会对房屋造成危险。 •6. 1771——1773年间，英国科学家卡文迪什进行了大量的 静电试验，证明在静电情况下，导体上的电荷只分布在导体 表面上。
电磁场与电磁波
第0章 电磁学漫谈
• 7. 1785年，法国科学家库仑在实验规律的基础上，提出了 第一个电学定律：库仑定律。使电学研究走上了理论研究 的道路。 • 8. 1820年，由丹麦的科学家奥斯特在课堂上的一次试验中， 发现了电的磁效应，从此将电和磁联系在一起 。 • 9. 1822年， 1822年，法国科学家安培提出了安培环路定律，将奥斯 科学家 提出了安培环路定律，将奥斯 特的发现上升为理论。 • 10. 1825年，德国科学家欧姆得出了第一个电路定律：欧 姆定律。 • 11. 1831年，英国实验物理学家法拉第发现了电磁感应定 律 。并设计了世界上第一台感应发电机。
电磁场与电磁波
第0章 电磁学漫谈
电磁学漫谈
一、电磁学发展史 二、该课程的内容 三、场的基本概念
电磁场与电磁波
第0章 电磁学漫谈
• 一、电磁学发展史
• 1. 最早的记载：公元前 600年左右 • 2. 1745年，荷兰莱顿大学教授马森布罗克制成了 了基础。 • 3. 1752年7月，美国著名的科学家、文学家、政治家富兰 克林的风筝试验，证实了闪电式放电现象，从此拉开了人 们研究电学的序幕。