电磁学Electromagnetics教学-资料

f
k
q1 q 2
r
r2
f r 2
f
k
q1q2 r2
rf
f
q1q2 / r 2
|| r
注意： k是引进单位制后引入的常数
上述公式并非都是大量实验的结果，是 事实基础上理性思维的结果。
如力的方向：分析点电荷受力：只能沿
联线，否则空间旋转180°就不对称了
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
《电磁学及其应用》第5版，Kraus Fleisch 清华大学出版社，2019年
习题类：
《物理学大题典-电磁学与电动力学》第1版，张永德主编， 科学出版
社 ，2019年
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
静电基本现象与规律
两种电荷
摩擦起电
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
静电基本现象与规律
与万有引力类比得 F电r2,102
定律表达：在真空中，两个静止的点电 荷q1和q2之间的相互作用力大小和q1 与 q2的乘积成正比，和它们之间的距离r平 方成反比；作用力的方向沿着他们的联 线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
静电基本现象与规律
讨论
f r2 ?
位置的物体受力为零。
类比电力与距离平方成反比
F引
1 r2
~
F电
1 r2
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
2021/4/14
静电基本现象与规律
库仑实验： 精度与十三年前Cavendish的实验精度相当
库仑是扭称专家;只测电斥力——扭称实 验，数据只有几个，且不准确（由于漏 电），不是大量精确的实验；
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
静电基本现象与规律
砷化镓
砷化镓（GaAs）半导 体材料与传统的硅材料 相比，它具有很高的电 子迁移率、宽禁带、直 接带隙，消耗功率低的 特性，电子迁移率约为 硅材料的5.7倍。因此， 广泛应用于高频及无线 通讯中制做IC器件。所 制出的这种高频、高速、 防辐射的高温器件，通 常应用于激光器、无线 通信、光纤通信、移动 通信、GPS全球导航等
所有实 验结论:
2021/4/14
自然界中只存在两种电荷；而且，同种电荷相 互排斥，异种电荷相互吸引
温州大学物理与电子信息学院
静电基本现象与规律
电荷检验存储与起电机
2021/4/14
验电器
范德格拉夫起电机
温州大学物理与电子信息学院
静电基本现象与规律
静电感应与电荷守恒定律
现象
结论
电荷守恒定律
DdS dV
S
V
l
Edl
S
BdS t
B dS 0
S
Hdl
l
S
jDt dS
某一时刻的电磁波图像
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
课程意义与学习方法
电磁学应用举例
✓脚印烟花
这些“脚印”烟花弹， 也不是靠普通的引线 点燃，而是通过电子 打火装置引燃的。这 些烟花弹也被叫做 “芯片烟花弹”，每 一颗烟花弹的内部都 安装了一枚电子芯片。 这些芯片通过微波接 收电脑的讯号，在由 电脑程序指定的时间 爆炸，从而在空中组 成一幅精确而灿烂的 画面。
2021/4/14
静电基本现象与规律
电量单位MKSA国际标准单位
1库仑：当导线中通过1安培稳恒电流时，一秒钟内通过导 线某一给定截面的电量为 1C=1A·s
课程内容
章节结构
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
课程体系与课程内容
章节结构
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
2021/4/14
课程意义与学习方法
课程意义
电磁学发展过程
电场和电场线
பைடு நூலகம்2021/4/14
法拉第及其夫人
温州大学物理与电子信息学院
课程意义与学习方法
麦克斯韦方程组和电磁波
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
课程意义与学习方法
✓电磁轨道炮
2019年1月31日上午，美国海军在达尔格伦水面作战研究中
心试验了一种号称“世界上威力最大的电磁轨道炮”。
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
课程意义与学习方法
2021/4/14
飞行中的电磁轨道炮弹丸
温州大学物理与电子信息学院
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
2021/4/14
非物理专业类
光学 电动力学 电工学 电子技术
物理专业类
后续课程
关联课程
原子物理 量子力学 固体物理
温州大学物理与电子信息学院
课程体系与课程内容
电荷既不能被 创造也不能被 消灭，它们只 能从一个物体 转移到另一物 体，或者从物 体的一部分转 移到另一部分
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
静电基本现象与规律
导体、绝缘体和半导体
现象
结论
导体：电荷能迅速 转移的物体
绝缘体：电荷只能 停留在产生的地方 的物体
半导体：介于两者 之间的物体
2021/4/14
静电的基本现象和基本规律
➢ 课程体系与课程内容 ➢ 课程意义与学习方法 ➢ 静电基本现象与规律 ➢ 例题分析与课堂小结
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
课程体系与课程内容
课程体系 前 导
力学
课
程
热学
电磁学
高等数学
静电场 恒磁场 电磁感应
电磁介质
麦克斯韦 电磁理论
电路
现象
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
静电基本现象与规律
探究过程
提出问题： Franklin 首先发现金属小杯内的软木小
球完全不受杯上电荷的影响; 在Franklin的建议下，Priestel做了实验
——提出问题
猜测答案：
现象与万有引力有相同规律
由牛顿力学可知球壳对放置在壳外的
物体有引力，而放置在球壳内任何
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
静电基本现象与规律
物质的电结构
现象
导体半导体 导电粒子
结论 电荷量子化
2021/4/14
e 1 .6 0 2 1 7 6 4 6 2 (8 3 ) 1 0 1 9C
温州大学物理与电子信息学院
静电基本现象与规律
库仑定律(Coulomb’s Law)
课程意义与学习方法
2021/4/14
即将命中目标
温州大学物理与电子信息学院
课程意义与学习方法
2021/4/14
命中目标瞬间
温州大学物理与电子信息学院
课程意义与学习方法
学习方法
学习要求
课堂要求
考研试题
课后作业
参考书籍
课外练习
教材类：
《电磁学》第二版 贾起民 郑永令 陈暨耀编 高等教育出版社 2019年