计算电磁学结课论文
高中物理电磁学教学方法研究论文五篇
高中物理电磁学教学方法研究论文五篇第一篇：高中物理电磁学教学方法研究论文高中物理电磁学是将磁场与电场结合在一起，整体突出场与路的关系。
物理教师在教学过程中需要帮助学生深入了解电磁学的特点，运用针对性的教学方法，理论结合实践对学生进行教学，帮助学生掌握电磁学知识。
１、了解高中物理电磁学的特点与注意事项高中物理主要思路就是力与运动、功与能的转换，所以对于高中物理的电磁学教学也需要充分把准这一命脉，将其作为教学的基本思路。
电磁学在高中物理课程的设置中由场和路两方面构成，所以在电磁学教学过程中也应该从这２方面进行教学，帮助学生理解和掌握其基本概念，找出电磁学的基本规律，最终更好地解决电磁场综合问题，完成对电磁学的学习。
例如，在电磁学问题的解答过程中，首先根据粒子在不同的运动情况或者物理现象下都是以力与运动的联系进行组合，将电磁学的问题转换为力与运动或者是功与能的问题。
这样，解题思路得以显现，再对电磁学问题进行力学分析，将粒子运动状态所体现的受力情况完全显露出来，再应用牛顿定律，最终完成电磁学中力学的讨论部分。
同时，对于电磁学中功与能的问题就需要应用能量守恒与转化的观点，列出能量方程式，让电磁学问题迎刃而解。
对于电磁学的教学就是抓住电磁学特点，将抽象的电磁运动转化为宏观的力学与能量问题，利于学生运用已知的知识解决未知的问题。
在电磁学教学过程中，还需要注意尽量帮助学生理解抽象的物理现象，帮助学生运用丰富的想象掌握电磁学运动问题，总结解题的一般思路。
２、高中物理电磁学教学方法分类既然电磁学主要包括了场与路，那么在教学方法的选择上就可采用将这二者分开研究的方式进行。
物质与物质相互作用形成电磁学的场，例如匀强电场、匀强磁场等可以从场入手，对学生进行电磁学的讨论与研究。
而对于电磁学中的路，包括磁感线、电路等，例如匀强磁场与电路的关系就可以反映出它们存在某种特殊的联系。
在电磁学教学过程中可以以场为研究对象，以路为研究方法：１）对于“电生磁”与“磁生电”的讨论中，会运用逆向教学的方法，让学生去思考和探索未知的问题。
计算电磁学结课论文
《计算电磁学》学习心得姓名：桑dog学号：班级：联系方式：前言计算电磁学是科技的重要领域它的研究涉及到应用计算机求解电磁方程它的重要性基于麦克斯韦方程——唯一的可以描述小到亚原子大到天体尺度的所有物理现象的方程, 。
而且, 麦克斯韦方程式对于结果拥有很强的预测能力: 对于一个复杂问题的麦克斯韦方程的解通常可以准确的预知实验结果。
因此, 麦克斯韦方程的解对于提高我们对复杂系统之物理现象的洞察力和设计复杂系统的能力均有极大帮助所以, 成功求解麦克斯韦方程式拥有广泛的应用前景: 例如纳米技术, 电脑微电子电路, 电脑芯片设计, 光学, 纳米光学, 微波工程, 遥感, 射电天文学, 生物医学工程, 逆散射和成象等等。
这篇文章的安排如下：第一章介绍了计算电磁学的重要意义以及发展状况。
第二章介绍了计算电磁学中解决问题的方法分类。
第三章对主要的数值方法进行了简介。
第四章展望了计算电磁学的发展趋势。
第1章计算电磁学的重要性在现代科学研究中，“科学试验，理论分析，高性能计算”已经成为三种重要的研究手段[1]。
在电磁学领域中，经典电磁理论只能在11 种可分离变量坐标系中求解麦克斯韦方程组或者其退化形式，最后得到解析解。
解析解的优点在于：●可将解答表示为己知函数的显式，从而可计算出精确的数值结果;●可以作为近似解和数值解的检验标准;●在解析过程中和在解的显式中可以观察到问题的内在联系和各个参数对数值结果所起的作用。
这种方法可以得到问题的准确解，而且效率也比较高，但是适用范围太窄，只能求解具有规则边界的简单问题[2]。
当遇到不规则形状或者任意形状边界问题时，则需要比较复杂的数学技巧，甚至无法求得解析解。
20 世纪60 年代以来，随着电子计算机技术的发展，一些电磁场的数值计算方法也迅速发展起来，并在实际工程问题中得到了广泛地应用，形成了计算电磁学研究领域，已经成为现代电磁理论研究的主流。
简而言之，计算电磁学是在电磁场与微波技术学科中发展起来的，建立在电磁场理论基础上，以高性能计算机技术为工具，运用计算数学方法，专门解决复杂电磁场与微波工程问题的应用科学。
电磁学论文,陈龙
高斯定理的简单应用陈龙（内江师院工程技术学院 2012级1班 邮编641100）指导教师：黎昌金摘要：高斯定理是电磁学的一条重要定理，它不仅在静电场中有重要的应用，而且也是麦克斯韦电磁场理论中的一个重要方程高斯定理是物理学中电学部分的重要定理之一，在简化计算具有对称性的电场中有着重要应用，例如均匀带电的平面、直线、圆柱体、球面、球体等的电场的计算. 如果不理解高斯定理，不熟练掌握高斯定理的应用技巧。
关键词：高斯定理；应用；重要定理引言高斯定理又叫散度定理，高斯定理在物理学研究方面，应用非常广泛，应用高斯定理求曲面积分、静电场、非静电场或磁场非常方便，特别是求电场强度或者磁感应强度。
虽然有时候应用高斯定理求解电磁学问题很方便，但是它也存在一些局限性，所以要更好的运用高斯定理解决电磁学问题，我们首先应对高斯定理有一定的了解。
1高斯定理的表述1.1数学上的高斯公式设空间区域V 由分片光滑的双侧封闭曲面S 所围成，若函数,,P Q R 在V 上连续，且有一阶连续函数偏导数，则SV P Q R dxdydz Pdydz Qdzdx Rdxdyx y z ⎛⎫∂∂∂++=++ ⎪∂∂∂⎝⎭⎰⎰⎰⎰⎰ 1－1其中S 的方向为外发向。
1－1式称为高斯公式[1]。
1.2静电场的高斯定理一半径为r 的球面S 包围一位于球心的点电荷q ，在这个球面上，场强→E 的方向处处垂直于球面，且→E 的大小相等,都是204q E r πε=。
通过这个球面S 的电通量为oo o o εππεπεπεφqr rq dS r q dS rq S d E ssse=⋅==⋅=⋅=⎰⎰⎰⎰⎰⎰→→22224444其中SdS ⎰⎰是球面积分，等于24r π。
从此例中可以看出，通过球面S 的电通量只与其中的电量q 有关，与高斯面的半径r 无关。
若将球面S 变为任意闭合曲面，由电场线的连续性可知，通过该闭合曲面的电通量认为0q ε。
若闭合曲面S 内是负电荷q -，则→E 的方向处处与面元→S d 取相反，可计算穿过S 面的电通量为0/q ε-。
电磁学的原理及其应用论文
电磁学的原理及其应用论文电磁学是自然界一项重要的物理学分支，研究电荷之间的相互作用及其与磁场之间的关系。
其原理是基于麦克斯韦方程组，描述了电磁场的行为与相互作用，其中包括库仑定律、安培定律、法拉第电磁感应定律和麦克斯韦-安培定律等。
电磁学的原理在实际应用中有着广泛的应用，可以用于电路分析、电磁波传播、电磁传感器等方面。
首先，电磁学原理可以用于电路分析。
在电路中，通过应用欧姆定律和基尔霍夫定律等电磁学原理，我们可以分析电路中各个元件之间的电流和电压关系，帮助我们理解电路的工作原理，研究电路中的功率、电阻、电容和电感等参数。
例如，在设计电子设备时，我们需要通过电磁学原理计算电路中的电流和电压分布，确保电路的正常工作。
其次，电磁学原理在电磁波传播中有着重要的应用。
根据麦克斯韦方程组，我们可以推导出电磁波的传播方程，进一步研究电磁波的传播特性。
在通信系统中，例如无线电与光纤通信中，我们可以利用电磁学原理，研究电磁波在不同介质中的传播速度、传播损耗和反射折射等现象，从而优化通信系统的设计和性能。
此外，电磁学原理也有着广泛的应用于电磁传感器中。
根据法拉第电磁感应定律，当一个导体相对于磁场发生运动时会产生感应电动势。
这一原理被广泛应用于感应电机、发电机和变压器等电磁传感器中，将机械能转化为电能或者电能转化为机械能。
例如，在电能供应方面，我们利用电磁感应原理，通过转动磁铁和线圈的相对运动，产生变化的磁场，从而产生交流电，实现电能的传输和分配。
综上所述，电磁学的原理可以广泛应用于电路分析、电磁波传播和电磁传感器等方面。
通过运用电磁学原理，我们能够深入研究电磁场的特性，提高电路和通信系统的设计与性能。
在实际应用中，电磁学原理为我们解决电磁场及其相互作用的问题提供了重要的理论基础，推动了电子技术的发展和应用。
计算物理结课论文
载流线圈磁场的分布由毕奥--萨法尔定理来算的：
B= （公式1）
该公式中的u=4π× N/ ，I是通过线圈的电流强度，dl是“电流元”，它是导线上很小的有方向的一段直导线，正方向与电流方向一致，ȓ是电流元到场点的单位矢量，r是电流元到场点的距离。
dl=R·{ ,0}
下面利用Mathematica这个软件处理这个公式，具体操作一下：
Mathematica软件操作简单，功能强大。在大学物理计算中从分利用其数值计算和绘图功能，可以快速地解决许多原本要用复杂的高等数学知识才能求解的实际问题。
而且解析结果也可以通过Mathematica作图功能得到形象化的图形，使学生加深对物理知识和规律的理解，另外，也可以培养学生使用计算机解决复杂问题的能力。
磁阱的磁场形成很简单。设两个线圈的半径都是R，两个线圈平
行距离为d，令轴线方向为z,（如图）将前述单个线圈的磁场分布公式沿着z轴分别向上，向下平移d/2，并将上移线圈的电流反向，然后将这样的两个线圈形成的磁场叠加，就形成了磁阱的磁场。
下面就利用MLeabharlann thematica这个软件，来揭示磁阱的特点：
四．结论：
具体输出的图形如下：
小结：利用Mathematica这个软件，将一些积分算不出来的的公式，绘图出来，这样可以直接的观察到整个函数的变化趋势，可以从分了解该函数的性质。便于掌握相关的知识点，增强认识。
3-2.磁阱
若两个线圈所通过的电流方向相反，则两个线圈之间的磁场分布就很有特点，就是形成一个捕获具有磁矩的院子陷阱，简称磁阱。这种磁场在现代低温冷却和捕获院子的实验中有这重要的应用。
从Out[3]可以看出来，叉乘得到的矢量有三个分量，代入公式，能够进行计算得，第一个分量为0，第二和第三个分量不为零。
有限元法在计算电磁学中的应用毕设论文完整版
目录1.绪论 (3)1.1 电磁场理论概述 (3)1.2 有限元法概述 (3)1.2.1有限元的发展历史 (4)1.2.2有限元方法分析过程及其应用 (6)1.2.3 有限元方法的分析过程 (6)1.2.4 有限元方法的应用 (7)2 电磁场及有限单元法的理论基础 (9)2.1矢量及其代数运算 (9)2.1.1 矢量的基本概念 (9)2.1.2 矢量函数的代数运算规则 (11)2.2矢量函数和微分 (12)2.2.1矢量函数的偏导数 (13)2.2.2 梯度，散度和旋度的定义 (14)2.3 矢量微分算子 (15)2.3.1 微分算子∇的定义 (15)2.3.2 含有∇算子算式的定义和性质 (16)2.3.3 二重∇算子 (18)2.3.4 包含∇算子的恒等式 (19)2.4 矢量积分定理 (19)2.4.1高斯散度定理 (19)2.4.2 斯托克斯定理 (20)2.4.3 其他积分定理 (20)2.5 静电场中的基本定律 (20)2.5.1 库仑定律 (20)2.5.2电场强度E (22)2.5.3 高斯定律的积分和微分形式 (23)2.6 静电场的边界条件 (26)2.6.1电位移矢量的法向分量 (26)2.6.2电场强度的切向分量 (27)2.6.3 标量电位的边界条件 (29)2.7 泊松方程和拉普拉斯方程 (30)2.8 静电场的边值问题 (31)2.8.1边值问题的分类 (31)2.8.2 静电场中解的唯一性定理 (32)3.有限单元法 (34)3.1 泛函及泛函的变分 (34)3.2 与边值问题等价的变分问题 (35)3.2.1与二维边值问题等价的变分问题 (35)3.2.2平衡问题的变法表示法 (37)3.3 区域剖分和插值函数 (41)3.3.1定义域的剖分 (41)3.3.2 单元内局部坐标系中φ的近似表达式—插值函数 (45)3.4 单元分析 (48)3.5总体合成 (50)3.6 引入强加边界条件 (53)4.有限单元法的具体应用 (53)5.结束语 (64)参考文献 (65)致谢 (65)1.绪论1.1 电磁场理论概述自1873年J.C.Maxwell建立电磁场普遍运动规律并预言电磁波存在以来，电磁场理论及其应用受到了物理学研究者广泛而深入的研究，这些研究对20世纪物理学的几个重大理论体系（相对论理论），量子理论等）的建立起了重大的作用。
异步电动机毕业论文电磁设计计算_电动机毕业论文
异步电动机毕业论文电磁设计计算摘要本文主要针对Y2-200L-4型电机进行了电磁设计和计算。
首先基于设计任务书给定的参数并结合相关的技术条件确定了与Y2-200L-4电机的电磁性能有关的主要尺寸，选择定、转子的槽数及槽配合，用CAD绘制出定、转子的槽型和线圈尺寸图，槽型分布图及绕组分布图。
计算出每相串联导体数，串联匝数，槽满率等基本量，然后据此选定有关的材料。
再在MATLAB中编程进行该电机的电磁计算，反复调整有关参数，使其技术指标符合任务书的要求，最终设计出符合任务书规定技术要求的电机。
关键词：Y2-200L-4;定转子;绕组分布;电磁设计计算AbstractThis article mainly about electromagnetic design and calculation of Y2-200L-4 motor. First it determined the main dimensions related to the electromagnetic properties of the Y2-200L-4 motor based on the parameters of dsign task and technical conditions. Then it selected the number of slots of stator and rotor and right slots. I not only used CAD to draw size chart of stator, rotor and coil but also draw distribution of groove and winding. I calculated some basic amount such as the number of conductors in series per phase and slot fill factor. Then I selected the related materials. I have completed the electromagnetic calculations of this motor in MATLAB. Then I adjusted the parameters repeatedly. I did a lot of work to make its technical indicators meet the requirements of the mission statement. In the last I designed the motor that meet the requirements of the mission statement.Key Words: Y2-200L-4, stator and rotor, winding distribution, electromagnetic摘要 (1)ABSTRACT (2)1 绪论 (4)1.1工程背景 (4)1.2设计范围 (5)1.3设计依据 (5)1.4设计目标 (5)1.5本文的主要工作 (5)2 三相异步电动机主要参数的确定 (6)2.1主要尺寸及气隙长度的确定 (6)2.2定、转子槽形及槽配合的确定 (6)2.2.1 定、转子槽形的选择 (6)2.2.2 定、转子槽形尺寸的确定 (7)2.2.3 槽配合的选取 (7)2.3绕组型式及节距的选择 (7)2.3.1 绕组型式的选择 (7)2.3.2 绕组节距的选择 (7)3 电磁计算 (8)3.1额定数据及主要尺寸 (8)3.2磁路计算 (10)3.3参数计算 (12)3.4性能计算 (14)3.4.1 工作性能计算 (14)3.4.2 起动性能计算 (19)3.5程序流程图 (21)结论 (23)致谢 (23)参考文献 (24)附录A (25)源程序 (25)运行结果 (35)附录B (36)附录C (38)1 绪论1.1 工程背景三相异步电动机具有结构简单，价格低廉，维修方便等优点，在电网的总负载中，异步电动机的容量约占整个动力负载的85%，是目前工农业生产中使用最广泛的一种电动机，可见其使用的广泛性和重要性[1]。
中国地质大学——电磁场与电磁波结课论文
中国地质大学（武汉）电磁场与电磁波结课论文姓名：班级：学号：指导老师：严彬一、电磁波应用 (3)1. 电磁学在医疗上的应用 (3)2.电磁波在生产、生活上的应用 (4)3. 电磁波在军事上的应用 (5)二、电磁波实验 (6)实验一双缝干涉实验 (6)实验二迈克尔逊干涉实验 (8)实验三偏振实验 (10)实验四布拉格衍射实验 (11)三、平面电磁波理解 (13)1. 均匀平面电磁波 (13)2.正弦均匀平面波在无限大均匀媒质中的传播 (15)无耗介质中： (15)导电媒质中： (16)3.电磁波的极化 (20)一、电磁波应用1.电磁学在医疗上的应用生物电磁学在医疗上的应用，简称磁疗。
是 20 世纪九十年代才广泛兴起的一种自然疗法，用磁能作用于人体，通过磁的一系列生物与生物电磁学效应达到调整人体生理活动、实现身体保健和治疗疾病的目的。
确切地说，磁疗是一种物理能量疗法。
由于磁疗安全、方便、简捷、省时、无毒副作用、疗效肯定受到人们的认可和喜爱，被世界卫生组织推荐为最有前途的绿色疗法。
从严格意义上说，磁疗还未真正地走进现代生命科学的殿堂，尚处于研究、探索、试用阶段，属于生命科学中一门崭新的边缘学科。
本文所述的磁生物与生物电磁生理学效应是对近十年来人们使用磁性保健产品临床效果的总结和理性思考，也是第一次提出“磁生物与生物电磁生理学效应”这一概念，有关人体这一弱电磁生物体与磁场相互作用的具体细节及其量化表述有待进一步实验结果的充实。
在科学上，称超过人体承受或仪器设备容许的电磁辐射为电磁污染。
电磁辐射分二大类，一类是天然电磁辐射，如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等，除对电气设备、飞机、建筑物等可能造成直接破坏外，还会在广大地区产生严重电磁干扰。
另一类是人工电磁辐射，主要是微波设备产生的辐射，微波辐射能使人体组织温度升高，严重时造成植物神经功能紊乱。
但是对电磁辐射，要正确认识，而且要科学防护。
事实上，电磁波也如同大气和水资源一样，只有当人们规划、使用不当时才会造成危害。
大学物理电磁学课程小论文
浅谈如何学好大学物理中的电磁学【摘要】电磁运动是物质的又一种基本运动形式，电磁相互作用是自然界已知的四种基本相互作用之一，也是人们认识得较深入的一种相互作用。
在日常生活和生产活动中，在对物质结构的深入认识过程中，都要涉及电磁运动。
因此，理解和掌握电磁运动的基本规律，在理论上和实际上都有及其重要的意义，这也就是我们所说的电磁学。
简要概括了学习物理学的意义，详细论述了如何学好大学物理中的电磁学。
【关键词】物理学；电磁学；高斯定理；安培环路定理【正文】一、引言物理学是关于自然界最基本形态的科学，是一切自然科学的基础，处于诸多自然科学学科的核心地位物理学的发展，广泛而直接地推动着技术的革命和社会的文明。
物理是一门基础学科，初中、高中均开有物理课，一般包括力学、热学、电磁学等部分。
在中学时，只限于让同学们了解物理中的最基本内容，一些公式、定理是直接给出，如电磁学中的楞次定律就是直接给出的。
而进入大学后，大学物理仍然是包括力学、热学、电磁学等部分，但是内容加深了许多，更注重的是推导过程，而不是结论。
电磁学部分牵涉的内容更加广泛，了解电磁学简史是十分必要的。
电磁学知识从公元前数百年古希腊人发现琥珀吸引草屑和磁石吸引磁铁开始到麦克斯韦方程组的建立，再到当今场论的进一步发展，使得电磁学史相当庞大复杂。
因此，有选择性地了解电磁学史对学好电磁学可以达到事倍功半的效果。
电磁学是物理学的一个分支，是物理学中非常重要的内容。
电学与磁学领域有著紧密关系，广义的电磁学可以说是包含电学和磁学，但狭义来说是一门探讨电性与磁性交互关系的学科。
主要研究电磁波，电磁场以及有关电荷，带电物体的动力学等等。
二、基本原理电场和磁场中的一些基本概念，在中学物理中，我们已经很熟悉了，如静电场、稳恒磁场等。
对于大学物理中的电磁学部分，最重要的是麦克斯韦方程组， 而我们在解题时用到最多的是其中两个定理，即电场中的高斯定理和磁场中的安培环路定理，深刻理解这两定理的物理意义是学好大学物理中的电磁学部分的关键。
计算电磁学综述
计算电磁学综述摘要：本文介绍了计算电磁学及其电磁学的发展历史，并对计算电磁学中的几种常见数值计算方法进做了简单的介绍，并比较了各类数值方法的优缺点，介绍了一些常用的计算电磁软件，最后对计算电磁学近年来的进展和未来研究热点进行了综述。
关键词：计算电磁学，数值计算方法，电磁软件一、引言计算电磁学（Computational Electromagnetics），顾名思义它是对电磁问题进行求解计算的方法技术，同时这也是一门具有巨大实用价值的学科。
随着当今世界计算机技术的突飞猛进，许多传统学科物理、化学、生物等都在计算机的辅助下，不断发展进步，因此计算电磁学可以说是数学理论、电磁理论和计算机的有机结合，它是一门计算的艺术。
计算机技术和电磁学相结合的学科。
计算电磁学这门交叉学科也在这样的时代背景下应运而生，并得到真正的普及和发展壮大。
电磁学作为物理学的一个子类，其研究历史悠久。
中外古人都有许多对于电磁现象发现和记载以及规律的总结。
在19世纪之前，人们还没有发现电学和磁学之间的联系，19世纪之后，人们才发现电和磁之间的内在联系。
1819年丹麦物理学家H.C.奥斯特（1777-1851年）发表了《关于磁针上电流碰撞的实验》的论文，第一次揭示了电流可以产生磁场。
1820年法国物理学家A.M.安培（1775-1836年）对这一物理现象做了进一步研究，并讨论了两平行导线有电流通过时的相互作用问题，提出了著名的安培定理，人们才开始认识到电和磁的关系。
1831年英国物理学家M.法拉第（1791-1867年）首次报道了电磁感应现象，即通过移动磁体可在导线上感应出电流，他最先提出了电场和磁场的观点，认为电力和磁力两者都是通过场起作用的，使人们对电和磁的关系有了更为深刻的认识。
奥斯特、安培和法拉第等人的工作为电磁学的建立奠定了实验基础。
电磁学真正上升为一门理论则应归功于伟大的苏格兰物理学家J.C.麦克斯韦（1831-1879年）。
电磁学论文.
闽江学院本科毕业论文(设计)题目电磁学现象及规律探究的概述学生姓名江贤晶学号 120071001137系别物理学与电子信息工程系年级 2007级专业物理学指导教师李雪梅职称讲师完成日期 2010.11.01－2011.5.20闽江学院本科毕业论文（设计）诚信声明书本人郑重声明：兹提交的毕业论文（设计）《电磁学现象及物理规律探究的概述》，是本人在指导老师苏启录的指导下独立研究、撰写的成果；论文（设计）未剽窃、抄袭他人学术观点、思想和成果，未篡改研究数据，论文（设计）中所引用的文字、研究成果均已在论文（设计）中以明确的方式标明；在毕业论文（设计）工作过程中，本人恪守学术规范，遵守学校的有关规定，依法享有和承担由此论文（设计）产生的权利和责任。
声明人（签名）：江贤晶2011年5月7日摘要随着科技日新月异的发展，电磁学走上历史舞台扮演着不可或缺的角色，它的应用已如旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家。
本文基于向读者描述传统电磁学的基本内容，致力于对基本概念和基本规律的阐述。
本文顺着从电现象引出电磁学规律的主线，从库伦定律发现后为研究方便引入电场和磁场概念讲到电磁波，着重概述电磁学的基础现象和规律，并根据本人的理解向读者讲述电磁学的应用。
关键词：电磁学电场磁场电磁波Abstract Keywords:目录引言 (6)一、静电场1.库伦定律 (7)2.电场 (7)二、磁场1.奥斯特实验 (9)2.安培环路定理 (10)3.通电螺线管上的磁场 (11)4.载流线圈的磁场 (12)5.电磁感应现象 (12)6.楞次定律 (14)三、塞曼效应1.正常塞曼效应 (15)2.反常塞曼效应 (16)四、电磁波1.麦克斯韦方程组 (17)2.平面电磁波 (19)3.可见光（光波） (19)电磁学的应用总结注释 (22)参考文献 (23)致谢 (24)引言研究物质规律的物理在生活中扮演着一个及其重要的角色，清晨当迈出你的第一步时你是否考虑到物理已经和你接触了呢？物理伴随着生活的每一步，深入生活的每一个角落。
大学物理电磁学与光学基础期末结课论文
大学物理电磁学与光学基础期末结课论文电磁学与光学是物理学中的两个基础学科，它们的研究范围涵盖了自然界中电荷、磁场、光、热、电路等众多领域，对现代科技和工业的发展有着无法估量的重要性。
本文将从电磁学和光学两个学科的基础理论、相关应用以及对未来的展望进行阐述，以期能够更好地理解和掌握这两门学科。
一、电磁学基础理论电磁学是研究电荷和磁场相互作用以及它们在电磁波中传播的学科。
电荷是带电粒子，通过它们的相互作用产生了电场和磁场。
电场是电荷之间相互作用的一种体现，可以产生电势能，能够对带电粒子施加电力。
磁场则是磁荷之间相互作用的一种体现，可以对带电粒子施加磁力。
电场和磁场的相互作用可以产生一种新的现象——电磁感应。
电磁感应是指磁场的变化会产生电场，电场的变化也会产生磁场。
这种现象被广泛应用于发电机、变压器等电力设备中。
二、光学基础理论光学是研究光以及光在物质中传播的学科。
光是电磁波在可见光区域的一种表现形式，它的传播速度为光速，在空气中为约300000公里/秒。
光的传播具有波动性，也具有粒子性，即光子。
光的传播受到介质的影响，介质可以改变光的传播速度以及传播方向。
介质对光的折射、反射等现象是光学中的重要内容。
而光学中也存在波粒二象性等基础理论与电磁学有所关联。
三、电磁学与光学的应用电磁学和光学的理论知识在现代科技和工业中得到了广泛应用。
在电力系统中，电磁学的理论被应用于各种发电机和电缆中，使得电力的输送和转换更加高效、安全。
光学的理论被应用于光学通信、光学储存、激光加工等领域中，为信息传输和科学实验提供了良好的条件。
此外，电磁学与光学的理论在航空航天、天体物理、医学、通信等领域中也有广泛的应用，为这些领域的发展做出了重要的贡献。
四、未来展望随着信息技术的发展和能源紧缺的问题，电磁学和光学的研究也面临着新的挑战和机遇。
在能源方面，电磁学的理论已经成功应用于太阳能电池、风能发电等领域中，而在信息技术方面，光学的理论正在被广泛地应用于光计算、光存储等领域的研究中。
2023年电磁学与现代物理期末结课论文
2023年电磁学与现代物理期末结课论文摘要：本论文旨在探讨2023年电磁学与现代物理的相关研究进展和应用。
通过对电磁学和现代物理理论的介绍和分析，我们将重点讨论电磁学在科学、技术和工程等领域中的应用，以及与现代物理学的关联。
本文旨在通过综合研究和案例分析，展示电磁学和现代物理在未来的潜力和重要性。
1. 引言电磁学作为物理学的一门核心学科，对我们理解自然界和科技进步具有重要影响。
现代物理学的发展也与电磁学的进步密不可分。
本文将讨论电磁学与现代物理学之间的联系，并展示在2023年这一特殊的时期里，电磁学对现代物理的新贡献。
2. 电磁学的理论框架2.1 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电磁学的基石，它描述了电场和磁场的产生与变化规律。
通过分析麦克斯韦方程组，我们能够更好地理解电磁波的传播、电磁波谱的特性等。
2.2 电磁场理论电磁场理论是电磁学的核心理论，它研究电磁场与物质之间的相互作用。
通过电磁场理论，我们能够推导出许多与电磁学相关的重要概念，如电磁波的速度、光的折射现象等。
3. 电磁学的应用领域3.1 通信技术电磁学在通信技术中起着重要作用。
无线通信、卫星通信等都离不开电磁学的原理。
在2023年，随着5G技术的快速发展，电磁学在通信领域的应用将更加广泛。
3.2 医疗领域电磁学在医学影像、放射治疗等方面有着重要应用。
磁共振成像（MRI）和计算机断层扫描（CT）等现代医学成像技术都是基于电磁学原理的。
3.3 新能源开发随着可再生能源的需求日益增长，电磁学在新能源开发方面的应用也越来越重要。
太阳能电池板和风力发电机等技术都涉及到电磁学知识的应用。
4. 电磁学与现代物理的关联4.1 相对论相对论是现代物理学的基础之一，而电磁学与相对论密切相关。
通过电磁场理论和麦克斯韦方程组，我们可以解释相对论中关于电磁场与运动物体相互作用的现象。
4.2 量子力学量子力学是现代物理学的另一个重要分支，它描述了微观粒子的行为。
电磁学在量子力学中也有着重要应用，如电磁波与量子之间的相互作用等。
计算电磁学报告综述
南京理工大学计算电磁学结课报告指导老师：陈如山教授樊振宏副教授姓名：***学号：*********班级：电磁场与微波技术5班2011年6月22日目录概述 (3)1时域有限差分方法（FDTD） ....................... 错误!未定义书签。
1.1 FDTD中Yee网格及稳定性条件 (3)1.1.1 FDTD中Yee网格 (3)1.1.2 FDTD中的稳定性条件 (10)1.2 FDTD中边界条件的选择与施加 (14)1.3 FDTD中激励源的形式 (19)2矩量法（Method of Moment,简称MoM） (23)2.1积分方程（Integral Equation，简称IE） (23)2.1.1电场积分方程（EFIE） (23)2.1.2磁场积分方程（MFIE） (24)2.1.3混合积分方程（CFIE） (25)2.2 MoM中Galerkin方法的操作过程 (26)2.3树形结构的理解 (27)3有限元方法（FEM） (29)3.1 FEM中第一类，第二类边界条件的处理 (29)3.2 FEM中边界条件的选择与施加 (30)3.3 FEM二维节点基函数的构造及基本特点 (30)4总结 (35)5感谢 (36)6参考文献 (37)概述计算电磁学自20世纪60年代兴起，至今已有四十余年。
虽文献浩瀚，所述问题各异，然而，体例大致相仿：首先叙述麦克斯韦方程的离散化，再讲解程序实现的数值结果。
计算电磁学中的离散方法大概不出三种：矩量法，有限元法和时域有限差分法。
其离散机制不同，数值性能也各有不同。
本文就是分别从有限元法和时域有限差分法，矩量法，有限元法三个方面阐述了计算电磁学的机理。
1时域有限差分方法（FDTD）1.1 FDTD中Yee网格及稳定性条件1.1.1 FDTD中的Yee网格FDTD方法是由微分形式的麦克斯韦旋度方程出发进行差分离散，从而得到一组时域推进公式。
下面给出麦克斯韦旋度方程及其在直角坐标系中的FDTD离散形式,包括三维，二维和一维。
电磁学毕业论文
电磁学毕业论文电磁学毕业论文电磁学是物理学专业的重要基础课，也是很多工科专业的必修课。
电磁学是学习其他课程必备的基础，接下来是小编带来的电磁学毕业论文，希望对你有所帮助~电磁学毕业论文摘要：电磁学是物理学的重要组成部分，是物理学专业的一门重要基础课。
在大学阶段的物理相对于中学物理来说深度加大，广度更宽，要求处理问题更一般化，现代大学生已经不再满足和适应传统的教学方式及考核方式，因此，教学改革势在必行。
以考试改革为主的教学改革，大大提升了学生的学习主动性，提高了教学效果。
关键词：考试改革；教学改革；过程学习；电磁学电磁学是物理学专业的重要基础课，也是很多工科专业的必修课。
电磁学是学习其他课程必备的基础，例如，电动力学、原子物理、量子力学等课程都需要电磁学知识。
除了物理学相关课程需要电磁学知识以外，其他专业也需要电磁学知识，例如，电子科技专业方面电路分析等课程就需要电磁学知识来分析，电磁学的基本原理在科学技术生产生活中也有着广泛的应用，因此，学习电磁学、学好电磁学非常重要。
但是，电磁学知识内容繁多，公式定理抽象，难于理解。
因此，在日常教学中不能只讲授理论知识，还要关注学生的学习方法，既要全面提高学生素质，又要让学生掌握专业知识，这是现代教学面临的一大难题。
因此，教学改革势在必行。
但教学改革要找到切入口，而考试对于教和学具有导向作用，因此，进行考试改革对于提高整体教学水平具有重要的意义。
一、传统考试形式的弊端考试一直都是教学活动的指挥棒。
受应试教育思想的影响，教师为了考试而教，学生为了考试而学。
教师的'教是为了期末学生考出好成绩，学生的学是为了过关能拿到毕业证，忽视了考试的诊断功能。
现在高校大多采用期末闭卷考试方式，有些学校会加入平时成绩，但平时成绩的评价很模糊，没有量化标准，一般情况下教师就是给一个印象分，这样就有失公平。
考试形式的局限导致学生在平时学习过程中松懈，期末复习阶段紧张，采用死记硬背的突击式学习方式，对专业知识并没有很好地掌握，仅仅是为了考试而学。
电磁学论文
电磁学论文一篇关于磁及电磁作用具体过程的论文唐甜（成都理工大学应用核技术与自动化工程学院学生成都610059）摘要：磁的本质是电子绕原子核圆周运动作用于以太环境而使以太具有的一种运动形式。
这个以太的运动形式能反过来作用于电子从而使电子获得一定的能量。
关键词：运动形式，流圈，前延迟，后延迟这是我用我所建立的一个物理理论给磁及电磁作用原理的具体本质过程作出的理论解释。
还有我建立理论的过程，及这种理论在各种电磁作用原理中的相关解释应用。
首先讲述我是如何建立我的理论。
现在理论物理中的电磁作用理论基础是麦克斯维的电磁变换理论。
这个理论可表述为：任意在空间随时间变化的电场可以激发出磁场，而在空间任意随时间变化的磁场也可以激发出电场。
这个目前也是光在空间传播的理论基础。
对于麦克斯维的电磁变换理论基础本身我认为他使用了这样一个物理或者说是数学模型：一个量的变化引起或者转化为了另一个不同性质的量。
使用这样的模型建立一个物理方面的基础理论我认为是不完善或者说是仍然不够本质的。
我的理由有两点。
第一，一个量的变化引起了或者转化为了另一个不同性质的量应该是有条件的；第二，一个量的变化引起了或者转化为了另一个不同性质的量一定是有一个过程的。
而他的电磁变换理论是无条件也无过程的，至少到如今仍然没有，也是无法给出的。
或许有人认为这个无条件无过程的理论假设正是电磁原理中不可再深讨的本质基础，那么事实上我更愿意从更为经典的物理角度来建立一个理论并由此来分析现有的几种主要电磁作用原理的本质过程。
事实上我就这样建立了一个我认为很好的理论。
我在此申明我认为不能够说麦克斯维电磁变换定理是完全正确或错误，而应该说这个理论对于物理而言达到了一个怎样的本质程度。
而我所建立的理论的目的是解释电磁作用更为具体的本质过程。
对于迈克斯维电磁定理的那些方程我毫不怀疑它们的正确性，毕竟它们的应用是如此的成功。
已经是相当成熟的理论了。
而我的理论作用是电磁作用过程的具体化，这与麦克斯维理论本身是没有矛盾的。
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《计算电磁学》学习心得姓名：桑dog学号：班级：联系方式：前言计算电磁学是科技的重要领域它的研究涉及到应用计算机求解电磁方程它的重要性基于麦克斯韦方程——唯一的可以描述小到亚原子大到天体尺度的所有物理现象的方程, 。
而且, 麦克斯韦方程式对于结果拥有很强的预测能力: 对于一个复杂问题的麦克斯韦方程的解通常可以准确的预知实验结果。
因此, 麦克斯韦方程的解对于提高我们对复杂系统之物理现象的洞察力和设计复杂系统的能力均有极大帮助所以, 成功求解麦克斯韦方程式拥有广泛的应用前景: 例如纳米技术, 电脑微电子电路, 电脑芯片设计, 光学, 纳米光学, 微波工程, 遥感, 射电天文学, 生物医学工程, 逆散射和成象等等。
这篇文章的安排如下：第一章介绍了计算电磁学的重要意义以及发展状况。
第二章介绍了计算电磁学中解决问题的方法分类。
第三章对主要的数值方法进行了简介。
第四章展望了计算电磁学的发展趋势。
第1章计算电磁学的重要性在现代科学研究中，“科学试验，理论分析，高性能计算”已经成为三种重要的研究手段[1]。
在电磁学领域中，经典电磁理论只能在11 种可分离变量坐标系中求解麦克斯韦方程组或者其退化形式，最后得到解析解。
解析解的优点在于：●可将解答表示为己知函数的显式，从而可计算出精确的数值结果;●可以作为近似解和数值解的检验标准;●在解析过程中和在解的显式中可以观察到问题的内在联系和各个参数对数值结果所起的作用。
这种方法可以得到问题的准确解，而且效率也比较高，但是适用范围太窄，只能求解具有规则边界的简单问题[2]。
当遇到不规则形状或者任意形状边界问题时，则需要比较复杂的数学技巧，甚至无法求得解析解。
20 世纪60 年代以来，随着电子计算机技术的发展，一些电磁场的数值计算方法也迅速发展起来，并在实际工程问题中得到了广泛地应用，形成了计算电磁学研究领域，已经成为现代电磁理论研究的主流。
简而言之，计算电磁学是在电磁场与微波技术学科中发展起来的，建立在电磁场理论基础上，以高性能计算机技术为工具，运用计算数学方法，专门解决复杂电磁场与微波工程问题的应用科学。
相对于经典电磁理论分析而言，应用计算电磁学来解决电磁学问题时受边界约束大为减少，可以解决各种类型的复杂问题。
原则上来讲，从直流到光的宽广频率范围都属于该学科的研究范围。
近几年来,电磁场工程在以电磁能量或信息的传输、转换过程为核心的强电与弱电领域中显示了重要作用。
[3]第2章计算电磁学的分类2.1 时域方法与谱域方法电磁学的数值计算方法可以分为时域方法(Time Domain或TD)和频域方法(Frequeney Domain或FD)两大类。
时域方法对Maxwell方程按时间步进后求解有关场量。
最著名的时域方法是时域有限差分法(Finite Difference Time Domain或FDTD)。
这种方法通常适用于求解在外界激励下场的瞬态变化过程。
若使用脉冲激励源，一次求解可以得到一个很宽频带范围内的响应。
时域方法具有可靠的精度，更快的计算速度，并能够真实地反应电磁现象的本质，特别是在诸如短脉冲雷达目标识别、时域测量、宽带无线电通讯等研究领域更是具有不可估量的作用。
频域方法是基于时谐微分、积分方程，通过对N个均匀频率采样值的傅立叶逆变换得到所需的脉冲响应，即研究时谐(Time Harmonic)激励条件下经过无限长时间后的稳态场分布的情况，使用这种方法，每次计算只能求得一个频率点上的响应。
过去这种方法被大量使用，多半是因为信号、雷达一般工作在窄带。
当要获取复杂结构时域超宽带响应时，如果采用频域方法，则需要在很大带宽内的不同频率点上的进行多次计算，然后利用傅立叶变换来获得时域响应数据，计算量较大；如果直接采用时域方法，则可以一次性获得时域超宽带响应数据，大大提高计算效率。
特别是时域方法还能直接处理非线性媒质和时变媒质问题，具有很大的优越性。
时域方法使电磁场的理论与计算从处理稳态问题发展到能够处理瞬态问题，使人们处理电磁现象的范围得到了极大的扩展。
频域方法可以分成基于射线的方法(Ray-based)和基于电流的方法(Current-based)。
前者包括几何光学法(GO)、几何绕射理论(GTD)和一致性绕射理论(UTD)等等。
后者主要包括矩量法(MoM)和物理光学法(PO)等等。
基于射线的方法通常用光的传播方式来近似电磁波的行为，考虑射向平面后的反射、经过边缘、尖劈和曲面后的绕射。
当然这些方法都是高频近似方法，主要适用于那些目标表面光滑，其细节对于工作频率而言可以忽略的情况。
同时，它们对于近场的模拟也不够精确。
另一方面，基于电流的方法一般通过求解目标在外界激励下的感应电流进而再求解感应电流产生的散射场，而真实的场为激励场与散射场之和。
基于电流的方法中最著名的是矩量法。
矩量法严格建立在积分方程基础上，在数字上是精确的。
其实，我们并不能判断它是一种低频方法或者是高频方法，只是矩量法所需要的存储空间和计算时间随未知元数的快速增长阻止了其对高频情况的应用，因而它只好被限定在低频至中频的应用上。
物理光学法可以认为是矩量法的一种近似，它忽略了各子散射元间的相互祸合作用，这种近似对大而平滑的目标是适用的，但是目标上含有边缘、尖劈和拐角等外形的部件时，它就失效了。
当然，对于简单形状的物体，PO法还是一个常用的方法，毕竟，它的求解过程很迅速，并且所需的存储空间也非常少(O(N))。
2.2 积分方程法与微分方程法从求解的方程形式又可以分成积分方程法(IF)和微分方程法(DE)。
IE法与DE法相比，特点如下：●IE法的求解区域维数比DE法少一维，误差仅限于求解区域的边界，故精度高；●IE法适宜于求解无限域问题，而DE法用于无限域问题的求解时则要遇到网格截断问题；●IE法产生的矩阵是满的，阶数小，DE法所产生的矩阵是稀疏的，但阶数大；●IE法难处理非均匀、非线性和时变煤质问题，而DE法则可以直接用于这类问题。
因此，求解电磁场工程问题的出发点有四种方式：频域积分方程(FDIE)、频域微分方程(FDDE)、时域微分方程(TDDE)和时域积分方程(TDIE)。
计算电磁学也可以分成基于微分方程的方法(Differential Equation)和基于积分方程的方法(Integral Equation)两类。
前者包括FDTD、时域有限体积法FVTD、频域有限差分法FDFD、有限元法FEM。
在微分方程类数值方法中，其未知数理论上讲应定义在整个自由空间以满足电磁场在无限远处的辐射条件。
但是由于计算机只有有限的存贮量，人们引入了吸收边界条件来等效无限远处的辐射条件，使未知数局限于有限空间内。
即便如此，其所涉及的未知数数目依然庞大(相比于边界积分方程而言)。
同时，由于偏微分方程的局域性，使得场在数值网格的传播过程中形成色散误差。
所研究的区域越大，色散的积累越大。
数目庞大的未知数和数值耗散问题使得微分方程类方法在分析电大尺寸目标时遇到了困难。
对于FEM方法，早期基于节点(Node-based)的处理方式非常有可能由于插值函数的导数不满足连续性而导致不可预知的伪解问题，使得这种在工程力学中非常成功的方法在电磁学领域内无法大展身手，直到一种基于棱边(Edge-based)的处理方式的出现后，这个问题才得以解决。
积分方程类方法主要包括各类基于边界积分方程(Boundary Integral Equation)与体积分方程(Volume Integral Equation)的方法。
与微分类方法不同，其未知元通常定义在源区，比如对于完全导电体(金属)未知元仅存在于表面，显然比微分方程类方法少很多;而格林函数(Green’s Function)的引入，使得电磁场在无限远处的辐射条件己解析地包含在方程之中。
场的传播过程可由格林函数精确地描述，因而不存在色散误差的积累效应。
2.3 计算电磁学常用方法汇总2.4 几种主要方法之间的比较这里对计算电磁学中几种主要的数值方法进行简单的比较，即时域有限差分法(FDTD)、有限元(FEM)、矩量法(MoM)、多极子法(MMP)、几何光学绕射法(GTD)、物理光学绕射法(PTD)和传输线法(TLM)。
表2-1 计算电磁学中几种主要的数值方法比较第3章最主要数值方法介绍3.1 有限元法3.1.1历史有限元方法是在20 世纪40 年代被提出, 在50 年代用于飞机设计。
后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。
目前, 作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法, 有限元法已非常著名。
3.1.2原理有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。
应用变分原理, 把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题, 利用对场域的剖分、插值, 离散化变分问题为普通多元函数的极值问题, 进而得到一组多元的代数方程组, 求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。
一般要经过如下步骤:●区域离散化。
即将场域或物体分为有限个子域，如三角形、四边形、四面体、六面体等；●选择插值函数。
选择插值函数的类型如多项式，用结点(图形定点)的场值求取子域各点的场的近似值。
插值函数可以选择为一阶(线性)、二阶(二次)、或高阶多项式。
尽管高阶多项式的精度高，但通常得到的公式也比较复杂；●方程组公式的建立。
可以通过里兹方法或者迦辽金方法建立；●选择合适的代数解法求解代数方程, 即可得到待求边值问题的数值解。
3.1.3特点●最终求解的线性代数方程组一般为正定的稀疏系数矩阵；●特别适合处理具有复杂几何形状物体和边界的问题；●方便于处理有多种介质和非均匀连续煤质问题；●便于计算机实现，可以做成标准化的软件包。
3.2 矩量法3.2.1历史矩量法是计算电磁学中最为常用的方法之一。
自从二十世纪六十年代Harrington提出矩量法的基本概念以来，它在理论上日臻完善，并广泛地应用于工程之中。
特别是在电磁辐射与散射及电磁兼容领域，矩量法更显示出其独特的优越性。
3.2.2 原理矩量法的基本思想是将几何目标剖分离散，在其上定义合适的基函数，然后建立积分方程，用权函数检验从而产生一个矩阵方程，求解该矩阵方程，即可得到几何目标上的电流分布，从而其它近远场信息可从该电流分布求得。
矩量法可以分为三个基本的求解过程：①离散化过程－在这一过程中的主要目的是在于将算子方程化为代数方程。
针对算子方程()g f L =中算子L 的定义域适当地选择一组线性无关的基函数(或称为展开函数)n f f f ,,,21 ，将未知函数f 在算子L 的定义域内展开为基函数的线性组合，并且取有限项近似，即：∑∑=∞==≈=Nn nn N n n n f af f af 11再将此式代入到算子方程中，利用算子的线性性质，将算子方程转化为代数方程，即()g f L a Nn nn=∑=1于是，求解未知函数f 的问题就转化为求解系数n a 的问题。