电磁场与电磁波总复习解读
电磁场与电磁波期末复习知识点归纳课件
01
02
03
无线通信
电磁波用于无线通信，如 手机、无线网络和卫星通 信。
雷达技术
电磁波用于探测、跟踪和 识别目标，广泛应用于军 事和民用领域。
电磁兼容性
电磁波可能干扰其他电子 设备的正常工作，需要采 取措施确保兼容性。
THANKS
感谢观看
03
高强度的电磁波照射会使生物体局部温度升高，可能造成损伤。
对材料的影响
电磁感应
电磁波在导电材料中产生感应电流，可能导致材料发热或产生磁场。
电磁波吸收与散射
某些材料能吸收或散射电磁波，用于制造屏蔽材料或隐身技术。
电磁波诱导材料结构变化
长时间受电磁波作用，某些材料可能发生结构变化或分解。
对信息传输的影响
电磁场与电磁波期末复习知识 点归纳课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
目录
• 电磁场与电磁波的基本概念 • 静电场与恒定磁场 • 时变电磁场与电磁波 • 电磁波的传播与应用 • 电磁辐射与天线 • 电磁场与电磁波的效应
01
电磁场与电磁波的基本概 念
电磁场的定义与特性
总结词
描述电磁场的基本特性，包括电场、磁场、电位移矢量、磁感应强度等。
电磁波的折射
当电磁波从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象，折射角与入射角的关系由斯涅尔定律确 定。
电磁波的散射与吸收
电磁波的散射
散射是指电磁波在传播过程中遇到障碍物时，会向各个方向散射，散射强度与障碍物的 尺寸、形状和介电常数等因素有关。
电磁波的吸收
不同介质对不同频率的电磁波吸收能力不同，吸收系数与介质的电导率、磁导率和频率 等因素有关。
微波应用
微波广泛应用于雷达、通信、加热等领域， 如微波炉利用微波的能量来加热食物。
电磁场与电磁波知识点复习
电磁场与电磁波知识点复习一、电磁场的基本概念电磁场是由电场和磁场相互作用而形成的一种物理场。
电场是由电荷产生的，而磁场则是由电流或变化的电场产生的。
电荷是产生电场的源，库仑定律描述了两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，其定义为单位正电荷在电场中所受到的力。
电流是产生磁场的源，安培定律描述了电流元之间的相互作用。
磁场强度则是描述磁场强弱和方向的物理量。
二、电磁波的产生电磁波是由时变的电场和时变的磁场相互激发而产生，并在空间中以一定的速度传播。
变化的电流和电荷分布都可以产生电磁波。
例如，一个振荡的电偶极子就是一种常见的电磁波源。
当电偶极子中的电荷来回振动时，周围的电场和磁场也随之发生周期性的变化，从而产生电磁波向空间传播。
三、电磁波的性质1、电磁波是横波电磁波中的电场强度和磁场强度都与电磁波的传播方向垂直，这是电磁波作为横波的重要特征。
2、电磁波的传播速度在真空中，电磁波的传播速度恒定，等于光速 c，约为 3×10^8 米/秒。
3、电磁波的频率和波长频率和波长是描述电磁波的两个重要参数，它们之间的关系为：波长＝光速／频率。
电磁波的频率范围非常广泛，从低频的无线电波到高频的伽马射线。
4、电磁波的能量电磁波具有能量，其能量密度与电场强度和磁场强度的平方成正比。
四、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场基本规律的一组方程，包括四个方程：高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和安培麦克斯韦定律。
高斯定律描述了电场的通量与电荷量之间的关系；高斯磁定律表明磁场的通量总是为零；法拉第电磁感应定律说明了时变磁场可以产生电场；安培麦克斯韦定律则指出时变电场也可以产生磁场。
这组方程统一了电学和磁学现象，预言了电磁波的存在，并奠定了现代电磁学的基础。
五、电磁波的传播电磁波在不同介质中的传播特性不同。
在均匀介质中，电磁波遵循直线传播规律；当电磁波从一种介质进入另一种介质时，会发生折射和反射现象。
山东省考研物理复习资料电磁场与电磁波深度解析
山东省考研物理复习资料电磁场与电磁波深度解析山东省考研物理复习资料：电磁场与电磁波深度解析导言电磁场与电磁波是物理学中的重要概念，也是山东省考研物理复习中必须掌握的内容。
本文将对电磁场与电磁波进行深度解析，帮助考生全面理解相关知识点。
一、电磁场的基本概念与性质电磁场是指由电荷产生的电场和由电流产生的磁场共同构成的物理场。
电磁场具有以下几个基本概念和性质。
1.1 电场和磁场的定义电场是描述电荷间相互作用的物理场，用于描述电荷在空间中所受的力及其分布。
磁场是描述电流元相互作用的物理场，用于描述电流元在空间中所受的力及其分布。
1.2 电场和磁场的叠加原理电场和磁场满足叠加原理，即在同一空间点，由多个电荷或多个电流元产生的电场或磁场等于各自单独产生的电场或磁场的叠加。
1.3 高斯定律和安培环路定理高斯定律描述了电场的分布与电荷分布之间的关系，可以用于求解电场分布。
安培环路定理描述了磁场的分布与电流分布之间的关系，可以用于求解磁场分布。
二、电磁波的基本原理与特性电磁波是电磁场的一种传播形式，具有波动性和粒子性。
2.1 电磁波的产生与传播电磁波的产生和传播需要有振荡电荷或电流。
当振荡电荷或电流达到一定频率时，产生的电磁波可以在真空或介质中传播。
2.2 电磁波的波长和频率电磁波的波长表示波动的空间周期，通常用λ表示，单位为米。
电磁波的频率表示单位时间内波动的周期数，通常用ν表示，单位为赫兹。
2.3 电磁波的传播速度电磁波在真空中的传播速度为光速，记作c，其数值约为3.0 × 10^8 m/s。
2.4 电磁波的能量和动量电磁波具有能量和动量，能够对物质产生照射、吸收和散射等作用。
三、电磁场与电磁波的数学描述为了更好地描述电磁场和电磁波的性质，我们需要使用数学工具。
以下是电磁场和电磁波的一些数学描述。
3.1 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场和电磁波的基本方程，包括电场和磁场的高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培定律和法拉第定律。
电磁场与电磁波期末复习知识点归纳.ppt
磁通连续性原理
B(r) 0J(r)
B(r)
dl
0
I
B(r) 0
L
B(r)
dS
0
S
安培环路定理
2了.4解.电1、介电质介的极质化的和极磁化介质电的位磁化移：矢量
r D
r
0E
pr
D εE
▲ 极化面电荷
sp (r) P(r) nˆ
▲ 极化体电荷
p(r) P(r)
r H
r B
r M
0
J sm M nˆ
Jm M
BH
nˆ为煤质表面外法线方向
位移电流的定义：位移电流是由变化的电场产生的
rr
r 位移电流密度矢量J d
dD＝ dE
dt dt
位移电流与传导电流的区别：
1、位移电流是由变化的电场产生的，位移电流密度矢
ery erz erx
r ez
r ex
r ey
r
r ez r
ex
ey
ery erx erz
erz ery erx
r ex
r ez
er y
AB
( Axex
Ay e y
Az
ez
)
(
Bx
ex
By
ey
Bz
ez
)
ex ( Ay Bz Az By ) ey ( Az Bx Ax Bz ) ez ( Ax By Ay Bx )
电磁场与电磁波期末复习知识点归纳
自由空间
0
1
36 109
F
/m
0 4 107 H / m
得自由空间中电磁波的速度
v c 3108m / s
★ 理想介质中的均匀平面波的传播特点为：
● 电场和磁场在空间相互垂直且都垂直于传播方向。E、H、en
（波的传播方向）呈右手螺旋关系，是横电磁波（TEM波）；
电力线起始于正电荷，终止于负电荷。
2、 B磁场0 没有散度源。磁场是无散场。磁力线是无头无
尾的闭合。磁通连续性原理表明时变场中无磁荷存在。 3、 E 变化B的磁场是涡旋电场的旋涡源。与电荷产生的
t
无旋电场不同，涡旋电场是有旋场，其电力线是无头无尾的闭 合曲线，并与磁力线相交链。
第一章 矢量分析
标量场:梯度描述
静态场(稳态场):不随t变
场
场 矢量场:散度和旋度描述 时变场：随t变化
单位矢量：模为1的矢量
与矢量 A同方向的单位矢量：
eA
Aˆ
A A
A eAA
坐标单位矢量：与坐标轴正向同方向的单位矢量
如：ex
ey
ez或者xˆ
yˆ
zˆ
A Axex Ayey Azez
x
E
H
z
y
均匀平面波
无界理想介质中的均匀平面波
周期: T 2
频率: f 1 T 2
2 →波长
k
k 2 →波数（2内包含的波长数）
相速 v 1 k
k
注意，电磁波的相速有时可以超过光速。因此，相速不一定代表 能量传播速度。定义群速：包络波上一恒定相位点 推进的速度。
理工类专业课复习资料-电磁场与电磁波公式总结
电磁场与电磁波复习第一部分知识点归纳第一章矢量分析1、三种常用的坐标系（1）直角坐标系微分线元：dz a dy a dx a R d z y x →→→→++=面积元：⎪⎩⎪⎨⎧===dxdy dS dxdzdS dydzdS zyx ，体积元：dxdydzd =τ（2）柱坐标系长度元：⎪⎩⎪⎨⎧===dz dl rd dl drdl z r ϕϕ，面积元⎪⎩⎪⎨⎧======rdrdzdl dl dS drdz dl dl dS dz rd dl dl dS z zz r z r ϕϕϕϕ，体积元：dzrdrd d ϕτ=（3）球坐标系长度元：⎪⎩⎪⎨⎧===ϕθθϕθd r dl rd dl drdl r sin ，面积元：⎪⎩⎪⎨⎧======θϕθϕθθθϕϕθθϕrdrd dl dl dS drd r dl dl dS d d r dl dl dS r r r sin sin 2，体积元：ϕθθτd drd r d sin 2=2、三种坐标系的坐标变量之间的关系（1）直角坐标系与柱坐标系的关系⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==+=⎪⎩⎪⎨⎧===z z x y yx r zz r y r x arctan,sin cos 22ϕϕϕ（2）直角坐标系与球坐标系的关系⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=++=++=⎪⎩⎪⎨⎧===z yz y x z z y x r r z r y r x arctan arccos ,cos sin sin cos sin 222222ϕθθϕθϕθ（3）柱坐标系与球坐标系的关系⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+=⎪⎩⎪⎨⎧===ϕϕθθϕϕθ22'22''arccos ,cos sin z r z zr r r z r r 3、梯度（1）直角坐标系中：za y a x a grad z y x∂∂+∂∂+∂∂=∇=→→→μμμμμ（2）柱坐标系中：za r a r a grad z r∂∂+∂∂+∂∂=∇=→→→μϕμμμμϕ1（3）球坐标系中：ϕμθθμμμμϕθ∂∂+∂∂+∂∂=∇=→→→sin 11r a r a r a grad r 4.散度（1）直角坐标系中：zA y A x A A div zy X ∂∂+∂∂+∂∂=→（2）柱坐标系中：z A A r rA r r A div zr ∂∂+∂∂+∂∂=→ϕϕ1)(1（3）球坐标系中：ϕθθθθϕθ∂∂+∂∂+∂∂=→A r A r A r rr A div r sin 1)(sin sin 1)(1225、高斯散度定理：⎰⎰⎰→→→→=⋅∇=⋅ττττd A div d A S d A S，意义为：任意矢量场→A 的散度在场中任意体积内的体积分等于矢量场→A 在限定该体积的闭合面上的通量。
电磁场与电磁波知识点总结
电磁场与电磁波知识点总结电磁场知识点总结篇一电磁场知识点总结电磁场与电磁波在高考物理中属于非主干知识点，多以选择题的形式出现，题目难度较低，属于必得分题目，重点考察考生对基本概念的理解和掌握情况。
下面为大家简单总结一下高中阶段需要大家掌握的电磁场与电磁波相关知识点。
电磁场知识点总结一、电磁场麦克斯韦的电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。
理解：* 均匀变化的电场产生恒定磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，振荡电场产生同频率振荡磁场* 均匀变化的磁场产生恒定电场，非均匀变化的磁场产生变化的电场，振荡磁场产生同频率振荡电场* 电与磁是一个统一的整体，统称为电磁场（麦克斯韦最杰出的贡献在于将物理学中电与磁两个相对独立的部分，有机的统一为一个整体，并成功预言了电磁波的存在）二、电磁波1、概念：电磁场由近及远的传播就形成了电磁波。
（赫兹用实验证实了电磁波的存在，并测出电磁波的波速）2、性质：* 电磁波的传播不需要介质，在真空中也可以传播* 电磁波是横波* 电磁波在真空中的传播速度为光速* 电磁波的波长=波速*周期3、电磁振荡LC振荡电路：由电感线圈与电容组成，在振荡过程中，q、I、E、B 均随时间周期性变化振荡周期：T = 2πsqrt[LC]4、电磁波的发射* 条件：足够高的振荡频率；电磁场必须分散到尽可能大的'空间* 调制：把要传送的低频信号加到高频电磁波上，使高频电磁波随信号而改变。
调制分两类：调幅与调频# 调幅：使高频电磁波的振幅随低频信号的改变而改变# 调频：使高频电磁波的频率随低频信号的改变而改变（电磁波发射时为什么需要调制？通常情况下我们需要传输的信号为低频信号，如声音，但低频信号没有足够高的频率，不利于电磁波发射，所以才将低频信号耦合到高频信号中去，便于电磁波发射，所以高频信号又称为“载波”）5、电磁波的接收* 电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波频率相同时，接受电路中振荡电流最强（类似机械振动中的“共振”）。
电磁场与电磁波课程主要知识点总复习
第1章 三种坐标系与场
概念：
| lim u
u u cos u cos u cos
l M0 l0 l x
y
z
Байду номын сангаас
2. 标量场的梯度
3. 矢量场的通量
d S F dS S F endS
F(x, y, z)
en
dS
面积元矢量
电磁场与电磁波
第1章 三种坐标系与场
4. 矢量场的散度
divF lim S F (x, y, z) dS
(1)式称为真空中的高斯定律。它表明在闭合面S的的通量 就等于闭合曲面S所包含自由电荷的总量。
(2)式称为静电系统的守恒定理，说明静电场是一种守恒性 的矢量场---保守场
电磁场与电磁波
第1章 三种坐标系与场
作用：
（1）已知 时根据高斯定理积分方程，求
（2）已知两微分方程，根据亥姆霍兹定理，在给定矢量场的散 度方程与旋度方程确定的条件下，该静电场唯一地确定。
IP R
R x
I
图2 磁介质1的镜 像线电流
2 h 2
z
I I R
x
P
图3 磁介质2 的镜像线电流
电磁场与电磁波
第1章 三种坐标系与场
1、法拉第电磁感应定律
2、位移电流
电磁场与电磁波
第1章 三种坐标系与场
32
3、 麦克斯韦方程组
磁场沿任意闭合回路的环流 ，等于穿过该闭合回路C包 围的任意曲面S的传导电流 与位移电流之和。
第1章 三种坐标系与场 静电场（ 区域） 恒定电场（电源外）
本构关系 位函数
边界条件
电磁场与电磁波
第1章 三种坐标系与场
第五章恒定磁场分析
电磁场与电磁波复习重点
电磁场与电磁波知识点要求第一章 矢量分析和场论基础1、理解标量场与矢量场的概念；场是描述物理量在空间区域的分布和变化规律的函数。
2、理解矢量场的散度和旋度、标量场的梯度的概念，熟练掌握散度、旋度和梯度的计算公式和方法（限直角坐标系）。
梯度：x y z u u uu x y z∂∂∂∇=++∂∂∂e e e ， 物理意义：梯度的方向是标量u 随空间坐标变化最快的方向； 梯度的大小：表示标量u 的空间变化率的最大值。
y x zA A A x y z∂∂∂∇⋅=++∂∂∂A散度：单位空间体积中的的通量源，有时也简称为源通量密度， 高斯定理： ()()V S dV d ∇⋅=⋅⎰⎰⎰⎰⎰A A S ，x y zy y x x z zx y z xy zA A A A A A x y z y z z x xy A A A ∂∂⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂∂∂∂⎛⎫∇⨯==-+-+- ⎪⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭e e e A e e e旋度：其数值为某点的环流量面密度的最大值，其方向为取得环量密度最大值时面积元的法线方向。
斯托克斯定理：()()S L d d ∇⨯⋅=⋅⎰⎰⎰A S A l数学恒等式：()0u ∇⨯∇=，()0∇⋅∇⨯=A 3、理解亥姆霍兹定理的重要意义：若矢量场 A 在无限空间中处处单值，且其导数连续有界，源分布在有限区域中，则矢量场由其散度和旋度唯一地确定，并且矢量场 A 可表示为一个标量函数的梯度和一个矢量函数的旋度之和。
u =∇⨯-∇A F第二、三、四章 电磁场基本理论1、 理解静电场与电位的关系，QPu d =⋅⎰E l ，()()u =-∇E r r2、 理解静电场的通量和散度的意义，d d d 0V SV SVρ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩⎰⎰⎰D S E l ，0V ρ∇⋅=⎧⎨∇⨯=⎩D E 静电场是有散无旋场，电荷分布是静电场的散度源。
3、 理解静电场边值问题的唯一性定理，能用平面镜像法解简单问题；唯一性定理表明：对任意的静电场，当电荷分布和求解区域边界上的边界条件确定时，空间区域的场分布就唯一地确定的镜像法：利用唯一性定理解静电场的间接方法。
电磁波与电磁场(总复习).
5.电容C
q q U 1 2 1 1 q2 2 （We qU CU ） 2 2 2C We
V
1 n 电场能量：We qii 2 i 1
1 E DdV 2
二、计算
1.基本计算：均匀媒质、2种媒质中带电体周围的 D、E、 ? 分析方法：使用高斯定律
C
0 4
B(r )
0 4
V
J ( r ') R dV ' 3 R
J mS M n
3.基本方程： H dl I H J 本构关系： B H 矢量磁位： B A 4.边界条件：B2 n B1n 5. 电感：L I M 12
一主要知识点概念主要结论第五章时变电磁场一主要知识点
第 1章
矢量分析要点
一 、概念 1.“场”：定义、分类、几何描述方法？ 2. 亥姆霍兹定理？ 二、标量场 G e e e
l
x
x
y
y
z
z
P0
cos cos cos G l 0 x y z
3.瞬时矢量与复矢量之间的转换规则？
( x, y, z)e jt ] E( x, y, z, t ) Re[E
波动方程的2种形式?复数波动方程的推导？ 二、计算： 1.场的瞬时形式与复矢量之间的转换？ 2.已知磁场，求电场： 已知电场，求磁场：
第六章
平面电磁波
一、主要知识点 均匀平面波传播特性；波的极化 1.均匀平面波定义 2.无耗介质中 E ex E0 e jkz E( z, t ) ex E0m cos(t kz 0 )
计算： ?
电磁场与电磁波名词解释复习
安培环路定律1）真空中的安培环路定律在真空的磁场中，沿随意回路取 B 的线积分，其值等于真空的磁导率乘以穿过该回路所限制面积上的电流的代数和。
即2）一般形式的安培环路定律在随意磁场中，磁场强度 H 沿任一闭合路径的线积分等于穿过该回路所包围面积的自由电流（不包含磁化电流）的代数和。
即B( 返回顶端 )边值问题1）静电场的边值问题静电场边值问题就是在给定第一类、第二类或第三类界限条件下，求电位函数的泊松方程() 或拉普拉斯方程() 定解的问题。
2）恒定电场的边值问题在恒定电场中，电位函数也知足拉普拉斯方程。
好多恒定电场的问题，都可归纳为在必定条件下求拉普拉斯方程 () 的解答，称之为恒定电场的边值问题。
3）恒定磁场的边值问题（ 1）磁矢位的边值问题磁矢位在媒质分界面上知足的连接条件和它所知足的微分方程以及场域上给定的界限条件一同构成了描绘恒定磁场的边值问题。
关于平行平面磁场，分界面上的连接条件是磁矢位 A 所知足的微分方程（ 2）磁位的边值问题在平均媒质中，磁位也知足拉普拉斯方程。
磁位拉普拉斯方程和磁位在媒质分界面上知足的连接条件以及场域上界限条件一同构成了用磁位描绘恒定磁场的边值问题。
磁位知足的拉普拉斯方程两种不一样媒质分界面上的连接条件界限条件1．静电场界限条件在场域的界限面S 上给定界限条件的方式有：第一类界限条件( 狄里赫利条件，Dirichlet)已知界限上导体的电位第二类界限条件（聂以曼条件Neumann)已知界限上电位的法导游数( 即电荷面密度或电力线)第三类界限条件已知界限上电位及电位法导游数的线性组合静电场分界面上的连接条件和称为静电场中分界面上的连接条件。
前者表示，分界面双侧的电通量密度的法线重量不连续，其不连续量就等于分界面上的自由电荷面密度；后者表示分界面双侧电场强度的切线重量连续。
电位函数表示的分界面上的连接条件和，前者表示，在电介质分界面上，电位是连续的；后者表示，一般状况下, 电位的导数是不连续的。
高二物理电磁场与电磁波知识总复习知识精讲
高二物理电磁场与电磁波知识总复习【本讲主要内容】电磁场与电磁波知识总复习 电磁场、电磁波知识总结【知识掌握】 【知识点精析】电磁振荡 定义：在LC 回路中，电场强度E ，磁感应强度B 都发生周期性变化，这种现象，叫电磁振荡。
振荡规律： 放电过程↑↑↑↓↓↓↓磁场能电场能B i E U q C C放电完毕0E 0U 0q C C === 电场能为0 i 最大 B 最大 磁场能最大 充电过程↓↓↓↑↑↑↑磁场能电场能B i E U q C C充电完毕C q 最大 C U 最大 E 最大 电场能最大，i=0 B=0 磁场能为零 机械振动与电磁振荡：机：s 、v 、a 、随t 周期性变化，功能←→势能 电：q 、I 、v 、E 、B 随t 周期性变化，电能←→磁能 振荡：等幅（无阻尼）：振幅、总能量不变。
减幅（阻尼）：振幅，总能量逐渐减小。
周期、频率：LC21f LC2T π=π=麦克斯韦电磁场理论： 变化的电场产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场。
变化的磁场产生电场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，非均匀变化的磁场产生变化的电场。
变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的场，叫电磁场。
电磁波：麦克斯韦预言：某空间变化的电场，引起变化的磁场，在较远空间引起新的变化的电场和磁场，变化的电场和磁场不局限于某个空间，而是由近及远向周围传播开去，形成电磁波，它的速度等于光速。
电磁波特点：1、是横波 B ⊥E B ⊥x E ⊥x2、v=C3、Tf f v =λ= 4、传播电磁能 5、不需介质 赫兹实验：1、证实电磁波存在2、测定v=C3、测定电磁波λ、f4、证实了光是一种电磁波5、证实电磁波能发生反射、折射、干涉、衍射 电磁波发射：发射电路：开放电路⎪⎨⎧电感线圈天线原理：1、电磁遇导体激起感应电流，包括各种频率电磁波。
2、电谐振：LC 回路频率＝需要电磁波频。
3、检波：从载波中检出信号。
电磁场与电磁波总复习
二、 静态场分析方法
无源区：
静 电 场 2 0 1、位函数方程 恒定电场 2 0
2
V
2
有源区：
恒定磁场 A 0
A J c
2
位函数满足一维微分方程时，可用直接积分法求解。
2、镜像法 a. 平面镜像 导体平面镜像
0
h
y
q l 0 Idl A 4 l R
电磁场与电磁波
总复习
5、麦克斯韦方程组
D l H dl S ( J C t ) dS B l E dl S t dS S D dS V V dV S B dS 0 V S JC dS V t dV
积分形式:
微分形式:
D H JC t B E t
D V B 0 V JC t
电磁场与电磁波
总复习
电场计算方法总结： （1）已知电荷分布用公式计算； 要求熟练掌握点电荷、线电荷的计算公式 （2）对称性的场用麦麦克斯韦积分方程计算；
电磁场与电磁波
总复习
二、基本计算
1、三个物态方程：
导体： J E C
电介质：
2、边界条件：
D r 0 E D 0 E P
磁介质：
ˆ n ( H1 H 2 ) J S
E1t E2t B1n B2n
D1n D2n s
l
电磁场与电磁波
总复习
8、重要的场论公式
a. 两个零恒等式 b. 拉普拉斯算子
2
( ) 0
2 ( )
电磁场与电磁波复习资料全
一、名词解释1.通量、散度、高斯散度定理通量：矢量穿过曲面的矢量线总数。
（矢量线也叫通量线，穿出的为正，穿入的为负）散度：矢量场中任意一点处通量对体积的变化率。
高斯散度定理：任意矢量函数A的散度在场中任意一个体积的体积分，等于该矢量函在限定该体积的闭合面的法线分量沿闭合面的面积分。
2.环量、旋度、斯托克斯定理环量：矢量A沿空间有向闭合曲线C的线积分称为矢量A沿闭合曲线l的环量。
其物理意义随 A 所代表的场而定，当 A 为电场强度时，其环量是围绕闭合路径的电动势；在重力场中，环量是重力所做的功。
旋度：面元与所指矢量场f之矢量积对一个闭合面S的积分除以该闭合面所包容的体积之商，当该体积所有尺寸趋于无穷小时极限的一个矢量。
斯托克斯定理:一个矢量函数的环量等于该矢量函数的旋度对该闭合曲线所包围的任意曲面的积分。
3.亥姆霍兹定理在有限区域 V 的任一矢量场，由他的散度，旋度和边界条件（即限定区域 V 的闭合面S 上矢量场的分布）唯一的确定。
说明的问题是要确定一个矢量或一个矢量描述的场，须同时确定其散度和旋度4.电场力、磁场力、洛仑兹力电场力：电场力：电场对电荷的作用称为电力。
磁场力：运动的电荷，即电流之间的作用力，称为磁场力。
洛伦兹力：电场力与磁场力的合力称为洛伦兹力。
5.电偶极子、磁偶极子电偶极子：一对极性相反但非常靠近的等量电荷称为电偶极子。
磁偶极子：尺寸远远小于回路与场点之间距离的小电流回路（电流环）称为磁偶极子。
6.传导电流、位移电流传导电流：自由电荷在导电媒质中作有规则运动而形成的电流。
位移电流：电场的变化引起电介质部的电量变化而产生的电流。
7.全电流定律、电流连续性方程全电流定律（电流连续性原理）：任意一个闭合回线上的总磁压等于被这个闭合回线所包围的面穿过的全部电流的代数和。
电流连续性方程：8.电介质的极化、极化矢量电介质的极化：把一块电介质放入电场中，它会受到电场的作用，其分子或原子的正，负电荷将在电场力的作用下产生微小的弹性位移或偏转，形成一个个小电偶极子，这种现象称为电介质的极化。
电磁场与电磁波总复习教案
电磁场与电磁波总复习教案一、教学目标1. 回顾电磁场与电磁波的基本概念、原理和特性。
2. 巩固电磁场与电磁波的基本方程和计算方法。
3. 提高学生解决实际问题的能力，为后续课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 电磁场的基本概念：电场、磁场、电磁场。
2. 电磁场的产生：库仑定律、安培定律、法拉第电磁感应定律。
3. 电磁场的传播：均匀场、非均匀场、时变场。
4. 电磁波的产生与传播：麦克斯韦方程组、电磁波的波动方程。
5. 电磁波的特性：波长、频率、速度、能量。
三、教学重点与难点1. 重点：电磁场的基本概念、电磁场的产生与传播、电磁波的特性。
2. 难点：电磁场的计算方法、电磁波的产生与传播。
四、教学方法1. 采用讲授法，系统讲解电磁场与电磁波的基本概念、原理和特性。
2. 利用案例分析，让学生了解电磁场与电磁波在实际应用中的重要性。
3. 开展小组讨论，培养学生合作学习的能力。
4. 利用多媒体课件，增强课堂教学的直观性。
五、教学安排1. 第一课时：电磁场的基本概念、电磁场的产生与传播。
2. 第二课时：电磁波的产生与传播、电磁波的特性。
3. 第三课时：电磁场的计算方法。
4. 第四课时：电磁波在实际应用中的案例分析。
5. 第五课时：课堂练习与总结。
教案仅供参考，具体实施时可根据学生实际情况进行调整。
六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对电磁场与电磁波基本概念的理解程度。
2. 课堂练习：布置相关练习题，检验学生对电磁场与电磁波计算方法的掌握。
3. 小组讨论：评估学生在小组讨论中的参与程度和合作能力。
4. 课后作业：布置综合性作业，让学生巩固所学知识。
七、教学资源1. 多媒体课件：展示电磁场与电磁波的原理、图形和案例。
2. 教材：提供详细的知识点和参考资料。
3. 网络资源：为学生提供更多的学习资料和实例。
4. 实验室：进行电磁场与电磁波的相关实验，增强学生直观感受。
八、教学反思1. 总结本节课的教学效果，反思教学方法的适用性。
(完整word版)电磁场与电磁波课程知识点总结和公式
电磁场与电磁波课程知识点总结与主要公式1 麦克斯韦方程组的理解和掌握 （1）麦克斯韦方程组⎰⎰⎰⎰⎰⎰=•=•∇=•=•∇•∂∂-=•∂∂-=⨯∇•∂∂+=•∂∂+=⨯∇ss l s l s s d B B Q s d D D s d t B l d E t B E s d tD J l d H t D J H 0)(ϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖρ本构关系： E J HB ED ϖϖϖϖϖϖσμε===（2）静态场时的麦克斯韦方程组（场与时间t 无关）⎰⎰⎰⎰=•=•∇=•=•∇=•=⨯∇=•=⨯∇ss l l s d B B Qs d D D l d E E Il d H J H 0000ϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖρ2 边界条件（1）一般情况的边界条件nn n sT t t s n s n n sn tt n B B B B a J H H J H H a D D D D a E E E E a 21212121212121210)())(0)==-•=-=-⨯=-=-•==-⨯ϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖ（（ρρ（2）介质界面边界条件（ρs = 0 J s = 0）nn n t t n n n n t t n B B B B a H H H H a D D D D a E E E E a 21212121212121210)(0)0)(0)==-•==-⨯==-•==-⨯ϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖ（（（1）基本方程0022=•==∇-=∇=•=•∇=•=⨯∇⎰⎰⎰A Apsl ld E Qs d D D l d E E ϕϕϕερϕρϖϖϖϖϖϖϖϖ本构关系： E D ϖϖε=（2）解题思路● 对称问题（球对称、轴对称、面对称）使用高斯定理或解电位方程（注意边界条件的使用）。
● 假设电荷Q ——> 计算电场强度E ——> 计算电位φ ——> 计算能量ωe =εE 2/2或者电容（C=Q/φ）。
电磁场与电磁波知识点复习
电磁场与电磁波知识点复习在现代科学技术的众多领域中，电磁场与电磁波都扮演着至关重要的角色。
从无线通信到雷达技术，从电力传输到电子设备的运行，都离不开对电磁场与电磁波的深入理解和应用。
下面，咱们就一起来复习一下电磁场与电磁波的相关知识点。
首先，咱们得搞清楚什么是电磁场。
简单来说，电磁场就是由电荷和电流产生的一种物理场。
电荷会产生电场，电流会产生磁场，而电场和磁场又会相互影响、相互作用，形成一个统一的电磁场。
电场的基本物理量包括电场强度 E 和电位移矢量 D 。
电场强度描述了电场对电荷的作用力，其单位是伏特每米（V/m）。
电位移矢量则与电场中的介质特性有关。
磁场的基本物理量是磁感应强度 B 和磁场强度 H 。
磁感应强度表示磁场对运动电荷或电流的作用力，单位是特斯拉（T）。
磁场强度则与磁场中的介质特性相关。
麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程组，由四个方程组成。
第一个方程是高斯定律，它表明电场的散度与电荷量成正比。
也就是说，电荷是电场的源。
第二个方程是高斯磁定律，它指出磁场的散度总是为零，这意味着不存在磁单极子。
第三个方程是法拉第电磁感应定律，它表明时变的磁场会产生感应电场。
第四个方程是安培麦克斯韦定律，它描述了电流和时变电场都会产生磁场。
电磁波是电磁场的一种运动形式，是由时变的电场和磁场相互激发而产生的。
电磁波在真空中以光速传播，其速度约为 3×10^8 米每秒。
电磁波具有波的特性，包括波长、频率和波速。
它们之间的关系是：波速＝波长×频率。
电磁波的频谱非常广泛，从低频的无线电波到高频的伽马射线。
无线电波常用于通信和广播；微波常用于雷达和微波炉；红外线具有热效应，常用于加热和遥感；可见光让我们能够看到周围的世界；紫外线具有杀菌作用；X 射线常用于医学成像和材料检测；伽马射线则在核物理和医学治疗中有重要应用。
电磁波的传播特性也是一个重要的知识点。
在不同的介质中，电磁波的传播速度和波长会发生变化。
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A
t
5
平面电磁波
无耗媒质中的均匀平面电磁波
–
波的传播特性
E E0 e
或
jk r
,
H H 0 e jk r ,
1ˆ H k E, ˆ H, E k
ˆE 0 k ˆH 0 k
TEM波 电场和磁场在空间上相互垂直，时间上同相
ˆ Hy E0 ˆ e jz y E0 e az e jz
c
c
c
j
c e jq
8
TEM波 电磁场的振幅均按指数函数减小 磁场强度的相位比电场强度的相位滞后了q 相速慢、波长短
平面电磁波
–
衰减常数和相位常数
2 2 1 1 1 , 1 2 2
总复习
矢量分析与场论 静态场
– –
–
静电场 恒定磁场 静态场的解 时变电磁场 平面电磁波 电磁波的辐射
时变场
–
–
–
1
时变电磁场
麦克斯韦方程组
D H J t B E t B 0 D
D H dl J dS l S t B E d l l S t dS SB dS 0
S EH
3
时变电磁场
正弦电磁场
–
复数表示法：
x xm y ym z zm ˆE ˆE ˆE E
e jt ) E ( x, y, z, t ) Re(E
–
复坡印亭矢量
1 S EH* 2
–
平均坡印亭矢量
1 Sav Re( E H *) 2
4
时变电磁场
波动方程
2 H H 2 J t
2 2 E J 2 E 2 t t
标量位和矢量磁位
B A
A E t
2 2 t
2
2 A 2 A J t
振幅之间有一定的比值，此比值取决于介质的
介电常数和磁导率
6
平面电磁波
–
相关参数
相速vp
dz 1 vp dt k
l
2 k
波长l
波数（相位常数）k
k
2
l
7
频率f
v p lf
平面电磁波
导电媒质中的平面电磁波
–
波的传播特性
ˆE0e j ( j ) z x ˆE0ez e jz Ex
T
Er 0 1 cosq i 2 cosq t Ei 0 1 cosq i 2 cosq t Et 0 22 cosq i Ei 0 1 cosq i 2 cosq t
12
平面电磁波
全反射和全透射
–
全透射 布儒斯特角
2 q B arctan 1
群速和相速间的关系
vg vp dvp 1 v d p
色散和群速
–
10
平面电磁波
平面波的反射和透射
–
垂直入射
反射系数和透射系数 Er 0 2 1 Ei 0 2 1 合成波的特性
Et 0 2 2 T Ei 0 2 1
良导体中，
2
j 4 c (1 j ) e 2
9
1
2Leabharlann 1f
平面电磁波
平面波的极化特性
–
– –
–
线极化：电场强度的两个分量同相或相位相差 圆极化：电场强度的两个分量振幅相同，相位相差/2 椭圆极化： 左旋右旋、各种极化形式之间的关系
–
方向性系数
D 4
0
2
0
F 2 (q , ) sinqdqd
16
电磁波的辐射
–
辐射效率 增益系数
–
Pr Pr r Pin Pr PL
G r D
G(dB) 10lg G
– –
输入阻抗 极化形式
17
发生全透射的条件：
–
13
–
均匀平面电磁波平行极化斜入射； 入射角等于布儒斯特角，即θi =θB。
平面电磁波
–
全反射 临界角
2 qc arcsin 1
发生全反射的条件
入射波自媒质1向媒质2斜入射，且ε2<ε1 – 入射角等于或大于临界角
–
14
电磁波的辐射
电基本振子的辐射
–
–
辐射场
qi q r
sin q t k1 sin q i k 2
1 1 n1 2 2 n2
反射系数和透射系数
T
Er 0 2 cosq i 1 cosq t Ei 0 2 cosq i 1 cosq t Et 0 22 cosq i Ei 0 2 cosq i 1 cosq t
–
向多层媒质垂直入射
媒质1中无反射的条件
–
若η1=η3≠η2，则 若η1≠η3，则
d n
l2
2
( n 0,1,2,...)
11
–
d (2n 1)
l2
4
(n 0,1,2,...)
2 13
平面电磁波
–
斜入射
相位匹配条件、snell定律
kix krx ktx , kiy kry kty
D dS dV
S V
2
时变电磁场
边界条件
ˆ ( D1 D2 ) S n ˆ ( B1 B2 ) 0 n
ˆ ( E2 E1 ) 0 n ˆ ( H1 H2 ) J S n
坡印亭定理
坡印亭矢量
S E H dS V ( we wm )dV VJ EdV t
辐射功率和辐射电阻
Rr 2 Pr I
2
dl 80 2 l 0
2
磁基本振子的辐射
– –
辐射场 辐射功率和辐射电阻
Rr
2 Pr I
2
15
a 320 l 0
6
4
电磁波的辐射
天线的电参数
–
方向性函数和方向图
F (q , ) E (q , ) Emax