电磁场与电磁波基础知识

合集下载

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。

电磁场与电磁波基础知识总结

电磁场与电磁波基础知识总结静电场是指电场和电荷之间关系稳定不变的情况下的电磁场。

在静电场中，电场的强度由电荷及其分布决定，遵循库仑定律。

静磁场是指磁场和磁荷之间关系稳定不变的情况下的电磁场。

在静磁场中，磁场的强度由磁荷及其分布决定，遵循比奥-萨伐尔定律。

静电场和静磁场所产生的相互作用称为电磁感应。

变化电磁场是指电荷和磁荷随时间变化而产生的电磁场。

在变化电磁场中，电场和磁场相互作用、相互产生、相互影响，遵循麦克斯韦方程组。

电场和磁场的变化会引起彼此的变化，形成电磁波的传播。

电磁波是电磁场的一种特殊表现形式，它是由电场和磁场相互作用而产生的一种能量传播方式。

电磁波是横波，垂直于电磁场传播方向的振动方向，传播速度等于真空中光速，约为3×10^8米/秒。

在电磁波中，电场和磁场的振幅相等、相位差为90°，并且电场和磁场的变化存在一定的关系，它们之间满足麦克斯韦方程组的关系式。

根据电磁波的频率范围，可以将电磁波分为射频波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。

不同频率的电磁波所具有的性质和应用也不同，例如，微波可以用于通讯和加热食物，红外线可用于夜视和遥控等。

电磁场和电磁波在现代科学技术中有广泛的应用。

电磁波的发现和应用是无线通信、雷达、卫星通信、数字电视、手机等现代通讯技术的基础。

电磁波对物质的作用和能量的传递是放射治疗、医学诊断以及无线能量传输的基础。

电磁波与物质相互作用和散射形成了X射线检查、光电子学、红外光谱学等现代科学技术的核心原理。

总结起来，电磁场与电磁波是电磁学的基础知识。

电磁场是电场和磁场的总和，根据静态和动态特性可以分为静电场、静磁场和变化电磁场。

电磁波是电磁场的一种特殊表现形式，是由变化电磁场产生的能量传播方式。

电磁场和电磁波在现代科学技术中有广泛的应用。

深入理解和应用电磁场与电磁波的原理，对于掌握电磁学的基础知识和发展现代科学技术具有重要意义。

电磁场与电磁波_知识点总结

已经将文本间距加为24磅,第18章:电磁场与电磁波一、知识网络二、重、难点知识归纳1．振荡电流和振荡电路（1）大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫振荡电流。

能够产生振荡电流的电路叫振荡电路。

自由感线圈和电容器组成的电路，是一种简单的振荡电路，简称LC 回路。

在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的现象叫电磁振荡。

（2）LC 电路的振荡过程:在LC 电路中会产生振荡电流，电容器放电和充电，电路中的电流强度从小变大，再从大变小，振荡电流的变化符合正弦规律．当电容器上的带电量变小时，电路中的电流变大，当电容器上带电量变大时，电路中的电流变小(3)LC 电路中能量的转化 :a 、电磁振荡的过程是能量转化和守恒的过程．电流变大时，电场能转化为磁场能，LC 回路中电磁振荡过程中电荷、电场。

电路电流与磁场的变化规律、电场能与磁场能相互变化。

分类：阻尼振动和无阻尼振动。

振荡周期：LC T π2=。

改变L 或C 就可以改变T 。

电磁振荡麦克斯韦电磁场理论变化的电场产生磁场变化的磁场产生电场特点：为横波，在真空中的速度为3.0×108m/s 电磁波电磁场与电磁波发射接收应用：电视、雷达。

目的：传递信息调制：调幅和调频发射电路：振荡器、调制器和开放电路。

原理：电磁波遇到导体会在导体中激起同频率感应电流选台：电谐振检波：从接收到的电磁波中“检”出需要的信号。

接收电路：接收天线、调谐电路和检波电路电流变小时，磁场能转化为电场能。

b 、电容器充电结束时，电容器的极板上的电量最多，电场能最大，磁场能最小；电容器放电结束时，电容器的极板上的电量为零，电场能最小，磁场能最大．c 、理想的LC 回路中电场能E 电和磁场能E 磁在转化过程中的总和不变。

回路中电流越大时，L 中的磁场能越大。

极板上电荷量越大时，C 中电场能越大（板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大）。

电磁场与电磁波知识点整理

电磁场与电磁波知识点整理一、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者变化的电场产生的。

电荷是产生电场的源。

正电荷会产生向外辐射的电场，负电荷则产生向内汇聚的电场。

电场强度 E 用来描述电场的强弱和方向，其单位是伏特每米（V/m）。

电流是产生磁场的源。

电流产生的磁场方向可以通过右手螺旋定则来确定。

磁场强度 H 用来描述磁场的强弱和方向，其单位是安培每米（A/m）。

法拉第电磁感应定律表明，变化的磁场会产生电场。

麦克斯韦进一步提出，变化的电场也会产生磁场。

这两个定律共同揭示了电磁场的相互联系和相互转化。

二、电磁波的产生电磁波是电磁场的一种运动形态。

当电荷加速运动或者电流发生变化时，就会产生电磁波。

例如，在一个开放的电路中，电荷在电容器和电感之间来回振荡，就会产生电磁波。

这种振荡电路是产生电磁波的一种简单方式。

电磁波的频率和波长之间存在着一定的关系，即光速 c ＝λf，其中c 是光速（约为 3×10^8 m/s），λ 是波长，f 是频率。

不同频率的电磁波具有不同的特性和应用。

例如，无线电波频率较低，用于通信和广播；而X 射线频率较高，用于医学成像和材料检测。

三、电磁波的传播电磁波在真空中可以无需介质传播，在介质中传播时，其速度会发生变化。

电磁波在传播过程中遵循反射、折射和衍射等规律。

当电磁波遇到障碍物时，会发生反射。

如果电磁波从一种介质进入另一种介质，会发生折射，折射的程度取决于两种介质的电磁特性。

衍射则是指电磁波绕过障碍物传播的现象。

当障碍物的尺寸与电磁波的波长相当或较小时，衍射现象较为明显。

电磁波的极化是指电场矢量的方向在传播过程中的变化。

常见的极化方式有线极化、圆极化和椭圆极化。

四、电磁波的特性1、电磁波是横波，电场和磁场的振动方向都与电磁波的传播方向垂直。

2、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。

3、电磁波的传播速度是恒定的，在真空中为光速。

公共基础知识电磁场与电磁波基础知识概述

《电磁场与电磁波基础知识概述》一、引言电磁场与电磁波是现代物理学的重要组成部分，在通信、电子、电力等众多领域都有着广泛的应用。

从无线电广播到手机通信，从雷达探测到卫星导航，电磁场与电磁波无处不在。

深入了解电磁场与电磁波的基础知识，对于理解现代科技的发展和应用具有重要意义。

二、电磁场的基本概念（一）电场1. 定义电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。

电场对放入其中的电荷有作用力，这种力称为电场力。

2. 电场强度电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，用 E 表示。

它的定义是单位正电荷在电场中所受的电场力。

电场强度是矢量，其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。

3. 电场线电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线。

电场线上每一点的切线方向表示该点电场强度的方向，电场线的疏密程度表示电场强度的大小。

（二）磁场1. 定义磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，它存在于磁体、电流和运动电荷周围。

磁场对放入其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。

2. 磁感应强度磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，用 B 表示。

它的定义是在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力 F 与电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值。

磁感应强度是矢量，其方向与小磁针在该点静止时 N 极所指的方向相同。

3. 磁感线磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线。

磁感线上每一点的切线方向表示该点磁感应强度的方向，磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小。

（三）电磁场1. 定义电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称。

变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，两者相互激发，形成电磁场。

2. 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，由四个方程组成。

它揭示了电场和磁场之间的内在联系，以及电磁波的产生和传播规律。

三、电磁波的基本概念（一）定义电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场。

电磁场与电磁波知识点整理

电磁场与电磁波知识点整理一、电磁场的基本概念电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称。

电荷会产生电场，而电流会产生磁场。

电场是由电荷产生的，它对处在其中的电荷有力的作用。

电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，用 E 表示，单位是伏特每米（V/m）。

电场线可以形象地描绘电场的分布，其疏密程度表示电场强度的大小，切线方向表示电场的方向。

磁场是由运动电荷或电流产生的，对处在其中的运动电荷或电流有力的作用。

磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，用 B 表示，单位是特斯拉（T）。

磁感线可以形象地描绘磁场的分布，其疏密程度表示磁感应强度的大小，切线方向表示磁场的方向。

二、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电磁场理论的核心，它由四个方程组成，分别描述了电场和磁场的产生、变化和相互关系。

1、高斯定律：描述了电场的散度与电荷量之间的关系。

对于静电场，通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的电荷量除以真空中的介电常数。

数学表达式：∮E·dS ＝ q ／ε₀2、高斯磁定律：表明磁场的散度恒为零，即磁感线总是闭合的，没有磁单极子存在。

数学表达式：∮B·dS ＝ 03、法拉第电磁感应定律：指出时变磁场会产生感应电场，感应电场的环流等于磁通量的变化率的负值。

数学表达式：∮E·dl ＝dΦ/dt4、安培麦克斯韦定律：修正了安培环路定律，不仅电流会产生磁场，时变电场也会产生磁场。

数学表达式：∮B·dl ＝μ₀（I ＋ε₀dΦₑ/dt）三、电磁波的产生与传播电磁波是由时变的电场和磁场相互激发而产生的，并在空间中以波动的形式传播。

变化的电流或电荷是电磁波的源。

电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。

在真空中，电磁波的传播速度为光速 c，约为 3×10⁸米每秒。

电磁波具有波的特性，如波长、频率、波速之间的关系：v ＝fλ，其中 v 是波速，f 是频率，λ 是波长。

电磁场与电磁波基础知识总结.

第一章一、矢量代数 A ∙B =AB cos θA B⨯=ABe AB sin θ A ∙(B ⨯C ) = B ∙(C ⨯A ) = C ∙(A ⨯B )()()()C A C C A B C B A ⋅-⋅=⨯⨯二、三种正交坐标系 1. 直角坐标系矢量线元x y z =++le e e d x y z矢量面元=++Se e e x y z d dxdy dzdx dxdy体积元d V = dx dy dz 单位矢量的关系⨯=e e e x y z ⨯=e e e y z x ⨯=e e e z x y2. 圆柱形坐标系矢量线元=++l e e e z d d d dz ρϕρρϕl 矢量面元=+e e z dS d dz d d ρρϕρρϕ体积元dz d d dVϕρρ= 单位矢量的关系⨯=⨯⨯=e e e e e =e e e e zz z ρϕϕρρϕ3. 球坐标系矢量线元d l = e r d r e θr d θ + e ϕr sin θ d ϕ矢量面元d S = e r r 2sin θ d θ d ϕ体积元ϕθθd d r r dV sin 2= 单位矢量的关系⨯=⨯⨯=e e e e e =e e e e r rr θϕθϕϕθ三、矢量场的散度和旋度 1. 通量与散度=⋅⎰A S Sd Φ 0lim∆→⋅=∇⋅=∆⎰A S A A Sv d div v2. 环流量与旋度=⋅⎰A l ld Γ maxn 0rot =lim∆→⋅∆⎰A lA e lS d S3. 计算公式∂∂∂∇=++∂∂∂⋅A y x zA A A x y z11()zA A A zϕρρρρρϕ∂∂∂∇=++∂∂∂⋅A 22111()(s i n )s i n s i n ∂∂∂∇=++∂∂∂⋅A r A r A A r r r r ϕθθθθθϕxy z ∂∂∂∇⨯=∂∂∂e e e A x y zx y z A A A1z zz A A A ρϕρϕρρϕρ∂∂∂∇⨯=∂∂∂e e e A21sin sin rr zr rA r A r A ρϕθθθϕθ∂∂∂∇⨯=∂∂∂e e e A4. 矢量场的高斯定理与斯托克斯定理⋅=∇⋅⎰⎰A S A SVd dV⋅=∇⨯⋅⎰⎰A l A S lSd d四、标量场的梯度 1. 方向导数与梯度00()()lim∆→-∂=∂∆l P u M u M u llcos cos cos ∂∂∂∂=++∂∂∂∂P uu u ulx y zαβγ cos ∇⋅=∇e l u u θ grad ∂∂∂∂==+∂∂∂∂e e e +e n x y z u u u u u n x y z2. 计算公式∂∂∂∇=++∂∂∂e e e xy z u u uu x y z1∂∂∂∇=++∂∂∂e e e z u u uu zρϕρρϕ 11sin ∂∂∂∇=++∂∂∂e e e ru u uu r r r zθϕθθ 五、无散场与无旋场1. 无散场()0∇⋅∇⨯=A =∇⨯F A 2. 无旋场 ()0∇⨯∇=u -u =∇F六、拉普拉斯运算算子 1. 直角坐标系22222222222222222222222222222222∂∂∂∇=++∇=∇+∇+∇∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∇=++∇=++∇=++∂∂∂∂∂∂∂∂∂A e e e x x y y z zy y y x x x z z z x y z u u u u A A A x y zA A A A A A A A A A A A x y z x y z x y z，，2. 圆柱坐标系22222222222222111212⎛⎫∂∂∂∂∇=++ ⎪∂∂∂∂⎝⎭∂∂⎛⎫⎛⎫∇=∇--+∇-++∇ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭A e e e z z u u uu z A A A A A A A ϕρρρρϕϕϕρρρρρϕρρϕρρϕ3. 球坐标系22222222111sin sin sin ⎛⎫∂∂∂∂∂⎛⎫∇=++ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭u u uu r r r r r r θθθϕθϕ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+-∂∂+∇+⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂--∂∂+∇+⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-∂∂---∇=∇ϕθθθϕθϕθθθθϕθθθθϕϕϕϕθθθϕθθA r A r A r A A r A r A r A A r A r A r A r A r r r r r 222222222222222222sin cos 2sin 1sin 2sin cos 2sin 12sin 22cot 22e e e A七、亥姆霍兹定理如果矢量场F 在无限区域中处处是单值的，且其导数连续有界，则当矢量场的散度、旋度和边界条件（即矢量场在有限区域V’边界上的分布）给定后，该矢量场F 唯一确定为()()()=-∇+∇⨯F r r A r φ其中1()()4''∇⋅'='-⎰F r r r r V dV φπ 1()()4''∇⨯'='-⎰F r A r r r V dV π第二章一、麦克斯韦方程组 1. 静电场真空中：001d ==VqdV ρεε⋅⎰⎰SE S （高斯定理）d 0⋅=⎰lE l 0∇⋅=E ρε0∇⨯=E场与位：3'1'()(')'4'V dV ρπε-=-⎰r r E r r r r ϕ=-∇E 01()()d 4πV V ρϕε''='-⎰r r |r r |介质中：d ⋅=⎰D S Sqd 0⋅=⎰lE l ∇⋅=D ρ 0∇⨯=E极化：0=+D E P ε e 00(1)=+==D E E E r χεεεε ==⋅P e PS n n P ρ =-∇⋅P P ρ2. 恒定电场电荷守恒定律：⎰⎰-=-=⋅Vsdv dtddt dq ds J ρ 0∂∇⋅+=∂J tρ传导电流与运流电流：=J E σ ρ=J v恒定电场方程：d 0⋅=⎰J S Sd 0⋅=⎰J l l0∇⋅=J 0∇⨯J =3. 恒定磁场真空中：0 d ⋅=⎰B l lI μ （安培环路定理）d 0⋅=⎰SB S 0∇⨯=BJ μ0∇⋅=B场与位：03()( )()d 4π ''⨯-'='-⎰J r r r B r r r VV μ =∇⨯B A 0 ()()d 4π'''='-⎰J r A r r r V V μ介质中：d ⋅=⎰H l lId 0⋅=⎰SB S ∇⨯=H J 0∇⋅=B磁化：=-BH M μ m 00(1)=+B H =H =H r χμμμμ m =∇⨯J M ms n =⨯J M e4. 电磁感应定律() d d in lCdv B dldt ⋅=-⋅⨯⋅⎰⎰⎰SE l B S +）（法拉第电磁感应定律∂∇⨯=-∂BE t5. 全电流定律和位移电流全电流定律： d ()d ∂⋅=+⋅∂⎰⎰D H l J S lSt∂∇⨯=+∂DH J t 位移电流：d =DJ d dt6. Maxwell Equationsd ()d d d d d 0∂⎧⋅=+⋅⎪∂⎪∂⎪⋅=-⋅⎪∂⎨⎪⋅=⎪⎪⋅=⎪⎩⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰D H J S B E S D S B S lS l SS V Sl tl t V d ρ 0∂⎧∇⨯=+⎪∂⎪∂⎪∇⨯=-⎨∂⎪∇⋅=⎪⎪∇⋅=⎩D H J BE D B t tρ()()()()0∂⎧∇⨯=+⎪∂⎪∂⎪∇⨯=-⎨∂⎪∇⋅=⎪⎪∇⋅=⎩E H E H E E H t t εσμερμ 二、电与磁的对偶性em e m em e e m m e e m mm e 00∂∂⎫⎧∇⨯=-∇⨯=⎪⎪∂∂⎪⎪∂∂⎪⎪∇⨯=+∇⨯=--⎬⎨∂∂⎪⎪∇=∇=⎪⎪⎪⎪∇=∇=⎩⎭⋅⋅⋅⋅B D E H DB H J E J D B D B t t&tt ρρ m e e m ∂⎧∇⨯=--⎪∂⎪∂⎪∇⨯=+⇒⎨∂⎪∇=⎪⎪∇=⎩⋅⋅B E J D H J D B t t ρρ三、边界条件1. 一般形式12121212()0()()()0n n S n Sn σρ⨯-=⨯-=→∞⋅-=⋅-=（）e E E e H H J e D D e B B2. 理想导体界面和理想介质界面111100⨯=⎧⎪⨯=⎪⎨⋅=⎪⎪⋅=⎩e E e H J e D e B n n Sn S n ρ 12121212()0()0()0()0⨯-=⎧⎪⨯-=⎪⎨⋅-=⎪⎪⋅-=⎩e E E e H H e D D e B B n n n n 第三章一、静电场分析1. 位函数方程与边界条件位函数方程：220∇=-∇=ρφφε电位的边界条件：121212=⎧⎪⎨∂∂-=-⎪∂∂⎩s nn φφφφεερ 111=⎧⎪⎨∂=-⎪∂⎩s const nφφερ（媒质2为导体） 2. 电容定义：=qCφ两导体间的电容：=C q /U 任意双导体系统电容求解方法：3. 静电场的能量N 个导体： 112ne iii W qφ==∑ 连续分布： 12e VW dV φρ=⎰电场能量密度：12ω=⋅D E e二、恒定电场分析1.位函数微分方程与边界条件位函数微分方程：20∇=φ 边界条件：121212=⎧⎪⎨∂∂=⎪∂∂⎩n n φφφφεε 12()0⋅-=e J J n 1212[]0⨯-=J J e n σσ2. 欧姆定律与焦耳定律欧姆定律的微分形式： =J E σ 焦耳定律的微分形式： =⋅⎰E J VP dV3. 任意电阻的计算2211d d 1⋅⋅====⋅⋅⎰⎰⎰⎰E lE l J S E S SSU R G I d d σ （L R =σS） 4. 静电比拟法：G C —，σε—2211⋅⋅===⋅⋅⎰⎰⎰⎰D S E S E lE l S S d d qC Ud d ε 2211d d d ⋅⋅===⋅⋅⎰⎰⎰⎰J S E SE lE lSS d I G Uσ三、恒定磁场分析1. 位函数微分方程与边界条件矢量位：2∇=-A J μ 12121211⨯⨯⨯A A e A A J n s μμ()=∇-∇=标量位：20m φ∇= 211221∂∂==∂∂m m m m n nφφφφμμ 2. 电感2211⋅⋅===⋅⋅⎰⎰⎰⎰D SE S E lE lS S d d q C Ud d ε定义：d d ⋅⋅===⎰⎰B S A l SlL IIIψ=+i L L L3. 恒定磁场的能量N 个线圈：112==∑Nmj j j W I ψ 连续分布：m 1d 2=⋅⎰A J V W V 磁场能量密度：m 12ω=⋅H B第四章一、边值问题的类型（1）狄利克利问题：给定整个场域边界上的位函数值()=f s φ（2）纽曼问题：给定待求位函数在边界上的法向导数值()∂=∂f s nφ（3）混合问题：给定边界上的位函数及其向导数的线性组合：2112()()∂==∂f s f s nφφ （4）自然边界：lim r r φ→∞=有限值二、唯一性定理静电场的惟一性定理：在给定边界条件（边界上的电位或边界上的法向导数或导体表面电荷分布）下，空间静电场被唯一确定。

电磁场与电磁波知识点整理

电磁场与电磁波知识点整理一、电磁场的基本概念电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体。

电荷产生电场，电流产生磁场。

电场是存在于电荷周围，能传递电荷之间相互作用的物理场。

它的基本特性是对置于其中的电荷有力的作用。

电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，用 E 表示。

单位是伏特每米（V/m）。

磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，能对放入其中的磁体、电流产生力的作用。

磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，用 B 表示。

单位是特斯拉（T）。

二、库仑定律与安培定律库仑定律描述了真空中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，与它们距离的平方成反比。

其表达式为：＄F ＝k\frac{q_1q_2}｛r^2}＄，其中 k 是库仑常量，约为＄9×10^9N·m^2/C^2$ 。

安培定律则阐述了两个电流元之间的相互作用力。

电流元在磁场中所受到的安培力为＄dF ＝ I dl × B$ 。

三、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电磁场理论的核心，由四个方程组成。

高斯定律：＄＼oint_{S} E·dS ＝＼frac{q}｛ε_0}＄，表明电场的散度与电荷量成正比。

高斯磁定律：＄＼oint_{S} B·dS ＝ 0$ ，说明磁场是无源场。

法拉第电磁感应定律：＄＼oint_{C} E·dl ＝＼frac{d}｛dt}＼int_{S} B·dS$ ，揭示了时变磁场产生电场。

安培麦克斯韦定律：＄＼oint_{C} H·dl ＝ I ＋＼frac{d}｛dt}＼int_{S} D·dS$ ，指出时变电场产生磁场。

四、电磁波的产生与传播电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波。

变化的电场和变化的磁场相互激发，形成在空间中传播的电磁波。

电磁波的产生通常需要一个振荡电路，比如 LC 振荡电路。

当电容器充电和放电时，电路中的电流和电荷不断变化，从而产生变化的电磁场，并向周围空间传播。

电磁场与电磁波基础知识

雨的类型
毛毛雨小雨中雨大雨暴雨倾雨盆大
各种强度雨的主要特性
雨的强度mm/h
雨滴半径 1 m3内的雨滴间
mm 雨滴数平均距离cm
含水量 g/m3
0.25
0.1
0.092
1
0.225
0.14
4
0.5
530Biblioteka 120.2815
0.75
450
0.83
40
1
1.9
100 1.5-2.5 400
14
5.4
路径衰减γд与雨的强度I的关系
1 – 30 GHz 2 – 40 GHz 3 – 80 GHz 4 – 100 GHz 5－250 GHz
雪的衰减
a)图：1 – 35 GHz， 2 – 95 GHz，3 – 140 GHz，4 – 217 GHz上的路径衰减γ与降雪ρ的关系；
b)图：1－140 GHz频率上的路径衰减γ与等效降雪强度(I)的关系； 2－毫米波在140 GHz频率上的路径衰减γ与降雨强度(I)的关系
电磁场的概念源于麦克斯韦的预言
1862年，英国科学家在总结前人研究电磁现象基础上，建立了完整的电磁波理论，通过数学推导建立了麦克斯韦方程，进而预言：
• 如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么，这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场；
• 这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……如此周而复始；
◆大气气体的吸收具有双重特性：
非谐振吸收和谐振吸收— 在10 GHz频率以上尤为明显。
雨、雾、云和冰雹的衰减
雾依其形成条件也分为三种 — 辐射雾、平流雾、汽化雾。
◆辐射雾形成的主要原因是来自地表和空气下层的自由辐射，空气因此变冷凝结。 ◆平流雾在湿热空气流经较冷的表面时产生，其持续时间最长。 ◆汽化雾在冷空气流经热水面时出现。

《电磁场和电磁波》讲义

《电磁场和电磁波》讲义一、什么是电磁场在我们生活的世界中，电磁场是一种无处不在但又常常被我们忽略的存在。

简单来说，电磁场就是由带电粒子的运动所产生的一种物理场。

想象一下，当一个电子在空间中移动时，它的周围就会产生一个电场。

这个电场会对周围的其他带电粒子产生力的作用。

与此同时，如果这个电子在移动的过程中还在不断地改变速度，那么就会产生磁场。

电场和磁场就像是一对好兄弟，它们总是同时出现，相互关联，并且相互影响。

这种相互作用的结果就是我们所说的电磁场。

电磁场的强度和方向可以用数学上的向量来描述。

电场强度用 E 表示，磁场强度用 B 表示。

它们的大小和方向会随着带电粒子的运动状态以及空间位置的变化而变化。

二、电磁场的特性电磁场具有一些非常重要的特性。

首先，电磁场可以在空间中传播。

这就像我们扔一块石头到水里，会产生一圈圈的水波向外扩散一样，电磁场也能以电磁波的形式在空间中传播能量和信息。

其次，电磁场遵循一定的规律。

比如，库仑定律描述了两个静止点电荷之间的电场力作用；安培定律则描述了电流与磁场之间的关系。

再者，电磁场具有能量。

当电磁场发生变化时，能量会在电场和磁场之间相互转换。

这也是电磁波能够传播的一个重要原因。

三、电磁波的产生电磁波的产生通常需要一个源，比如一个加速运动的电荷或者一个变化的电流。

以天线为例，当电流在天线中快速变化时，就会产生迅速变化的电磁场，并向周围空间发射出去，形成电磁波。

另外，原子内部的电子在不同能级之间跃迁时，也会释放出电磁波。

这种电磁波的频率和能量与电子跃迁的能级差有关。

四、电磁波的性质电磁波具有波动性和粒子性双重性质。

从波动性的角度来看，电磁波和其他波一样，具有波长、频率、振幅等特征。

波长是相邻两个波峰或波谷之间的距离；频率则是单位时间内波振动的次数；振幅表示波的能量大小。

电磁波的频率范围非常广泛，从极低频率的无线电波到高频率的伽马射线。

不同频率的电磁波在性质和应用上有着很大的差异。

《电磁场与电磁波》讲义

《电磁场与电磁波》讲义一、引言在我们的日常生活中，电磁场与电磁波无处不在。

从手机通信到无线网络，从电力传输到医疗诊断，电磁场与电磁波在现代科技中扮演着至关重要的角色。

然而，对于大多数人来说，电磁场与电磁波的概念可能仍然显得神秘而陌生。

本讲义旨在为您揭开电磁场与电磁波的神秘面纱，帮助您理解其基本原理、特性以及在实际生活中的应用。

二、电磁场的基本概念1、电场电场是由电荷产生的一种物理场。

当一个电荷存在时，它会在周围空间产生电场，其他电荷在这个电场中会受到力的作用。

电场的强度可以用电场强度矢量 E 来描述，其单位是伏特每米（V/m）。

2、磁场磁场是由电流或运动电荷产生的。

类似于电场，磁场也有其强度，称为磁感应强度 B，单位是特斯拉（T）。

3、电磁场电磁场是电场和磁场的统一体。

当电荷运动或电流变化时，电场和磁场会相互激发、相互影响，形成电磁场。

麦克斯韦方程组是描述电磁场规律的基本方程。

三、电磁波的产生电磁波的产生通常需要一个源，比如加速运动的电荷或变化的电流。

当电荷加速运动时，会产生变化的电场，这个变化的电场又会产生变化的磁场，如此反复，就形成了电磁波向外传播。

常见的电磁波产生方式包括：1、天线中的电流振荡在无线电通信中，天线中的电流以特定的频率振荡，从而产生电磁波。

2、原子和分子的跃迁在原子和分子的内部，电子在不同能级之间跃迁时会释放或吸收电磁波。

四、电磁波的特性1、波长和频率电磁波的波长和频率是其两个重要的特征参数。

波长是电磁波在一个周期内传播的距离，频率则是单位时间内电磁波的周期数。

它们之间的关系可以用公式：光速＝波长×频率来表示。

2、偏振电磁波的电场和磁场振动方向可以是任意方向的。

当它们的振动方向在特定方向上具有一致性时，就称为偏振。

偏振在光学和通信等领域有着重要的应用。

3、能量和动量电磁波具有能量和动量，其能量密度与电场强度和磁场强度的平方成正比。

五、电磁波的传播1、在真空中的传播电磁波在真空中以光速传播，不需要任何介质。

电磁场与电磁波

电磁场与电磁波电磁场和电磁波是我们生活中经常接触到的物理现象。

本文将以通俗易懂的方式，详细介绍电磁场和电磁波的基本概念、特性及应用。

一、电磁场的概念与特性电磁场是由电荷所产生的力场和磁荷所产生的磁场组成的物理场。

它包括电场和磁场两个方面。

电场是由静止电荷所产生的场，具有方向和大小；磁场是由运动电荷所产生的场，同样也具有方向和大小。

电磁场具有以下特性：1. 空间的任何一点都存在电场和磁场；2. 电场和磁场相互作用，相互转换；3. 电场和磁场都遵循相应的物理规律，如库仑定律和安培定律；4. 电场和磁场的强度与产生它们的电荷和电流的大小有关。

二、电磁波的概念与特性电磁波是一种能够在真空中传播的无线电波，它是电磁场的一种表现形式。

电磁波具有电场和磁场的振荡，并且垂直于传播方向。

通常将电磁波按照频率分成不同的波段，如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。

电磁波的特性如下：1. 电磁波具有波长和频率的关系，波长和频率互为倒数；2. 不同频率的电磁波在介质中传播的速度是相同的，即为光速；3. 电磁波可以在真空中传播，不需要介质媒质；4. 电磁波的能量和强度与其频率有关。

三、电磁场与电磁波的应用电磁场和电磁波在生活中有着广泛的应用。

以下是其中几个重要的应用领域：1. 通信技术：无线电通信、卫星通信、手机通信等都是基于电磁波传播原理进行的。

2. 电磁辐射与医学：医学影像学中的X射线和核磁共振都是利用电磁波进行的影像诊断。

3. 电磁感应：电磁感应是电动机、发电机和变压器等电器工作原理的基础。

4. 光学技术：光学仪器和光通信等利用了可见光的电磁波特性。

5. 无人驾驶和雷达系统：雷达系统利用电磁波的反射与接收原理，实现物体的探测与定位。

总结：电磁场与电磁波是我们日常生活中不可或缺的物理现象。

电磁场是由电场和磁场组成的物理场，而电磁波则是电磁场在真空中的一种传播形式。

电磁场和电磁波在通信技术、医学、电气工程、光学技术、雷达系统等方面都有广泛应用。

《电磁场与电磁波》讲义

《电磁场与电磁波》讲义一、什么是电磁场与电磁波在我们的日常生活中，电和磁的现象无处不在。

从电动机的转动到手机的通信，从微波炉的加热到卫星的导航，都离不开电磁场与电磁波的作用。

电磁场，简单来说，就是由带电物体产生的一种物理场。

电荷的运动或者静止都会产生电场，而电流的流动则会产生磁场。

当电场和磁场相互作用、相互影响时，就形成了电磁场。

电磁波呢，则是电磁场的一种运动形态。

它是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面。

二、电磁场的基本原理要理解电磁场，首先得了解库仑定律和安培定律。

库仑定律描述了两个静止点电荷之间的电场力的大小和方向，它表明电场力与两个电荷的电荷量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

安培定律则阐述了电流元之间的磁场相互作用规律。

通过这两个定律，我们可以初步认识到电场和磁场的产生和作用方式。

麦克斯韦方程组是电磁场理论的核心。

这组方程由四个方程组成，分别描述了电场的高斯定律、磁场的高斯定律、法拉第电磁感应定律和安培麦克斯韦定律。

电场的高斯定律表明，通过一个闭合曲面的电通量等于这个闭合曲面所包围的电荷量除以真空介电常数。

磁场的高斯定律指出，通过任何一个闭合曲面的磁通量恒为零，这意味着不存在磁单极子。

法拉第电磁感应定律说明，当穿过一个闭合回路的磁通量发生变化时，会在回路中产生感应电动势。

安培麦克斯韦定律则将安培定律进行了扩展，引入了位移电流的概念，使得在时变电磁场中，磁场的旋度不仅与传导电流有关，还与位移电流有关。

三、电磁波的特性电磁波具有很多独特的特性。

首先是波动性，它以正弦波的形式传播，具有波长、频率和波速等特征。

波长是指相邻两个波峰或波谷之间的距离，频率则是单位时间内电磁波振动的次数，而波速等于波长乘以频率。

电磁波在真空中的传播速度是恒定的，约为 3×10^8 米/秒。

不同频率的电磁波在介质中的传播速度会有所不同。

电磁波还具有偏振性。

初识电磁场与电磁波知识点

初识电磁场与电磁波知识点
电磁场和电磁波是物理学中非常重要的概念，涉及到电场、磁场、电磁波的传播等多个方面。

以下是一些关于电磁场与电磁波的基本知识点：
1. 电磁场：由变化的电场和磁场组成，是相互联系、相互作用的统一场。

电磁场的变化会产生电磁波。

2. 电磁波：是电磁场的一种波动状态，可以传播能量。

电磁波由电场和磁场组成，它们的相互垂直并且都与波的传播方向垂直。

3. 电磁波的传播：电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播。

在介质中传播时，电磁波的传播速度、频率和波长等特性会受到影响。

4. 电磁波的性质：具有波动性和粒子性，即具有能量和动量。

电磁波的频率、波长和能量之间存在关系，即E=hν，其中E为能量，ν为频率，h为普朗
克常数。

5. 电磁波谱：根据频率从低到高的顺序，电磁波谱包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。

6. 电磁辐射：指能量以电磁波形式发射到空间的现象。

电磁辐射包括无线电波、红外线、可见光、紫外线等。

7. 电磁感应：当导体处于变化的磁场中时，导体中会产生感应电动势。

这种现象称为电磁感应。

8. 磁场强度和电场强度：描述磁场和电场强弱的物理量，单位分别为安培/米2（A/m）和伏特/米（V/m）。

这些知识点为初步了解电磁场与电磁波的概念提供了基础，但实际应用和研究涉及更多深入的内容。

如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询物理学专家。

电磁场与电磁波

电磁场与电磁波电磁场和电磁波是物理学中非常重要的概念，它们在我们的日常生活和科学研究中扮演着重要角色。

本文将介绍电磁场和电磁波的概念、性质以及它们在现代科技中的应用。

一、电磁场的概念和性质电磁场是指由电荷产生的力场和磁场所组成的物理场。

根据麦克斯韦方程组，电荷的运动会产生电场，而变化的电流则会产生磁场。

这两个场之间相互作用，共同构成了电磁场。

电磁场具有以下几个重要的性质：1. 电磁场是无线的：电磁场的传播速度是光速，约为300,000公里/秒，具有较快的传播速度。

2. 电场和磁场的相互作用：根据法拉第电磁感应定律，变化的磁场可以产生感应电场，而变化的电场则会产生感应磁场。

这种相互作用是电磁波传播的基础。

3. 电磁场的能量传递：电磁场携带能量，能量的传递通过电磁波进行。

电磁波是由电场和磁场相互耦合形成的波动现象。

二、电磁波的概念和性质电磁波是由电场和磁场相互耦合形成的一种波动现象。

它以光速传播，并在真空中可以自由传播。

电磁波具有以下几个重要的性质：1. 频率和波长：电磁波的频率和波长之间存在确定的关系，即频率乘以波长等于光速。

不同频率和波长的电磁波表现出不同的特性，如可见光、射线和无线电波等。

2. 偏振性质：电磁波可以是无偏振的，也可以是偏振的。

偏振电磁波只在一个特定的方向上振动，有利于某些应用，如偏振镜和3D眼镜等。

3. 干涉和衍射：电磁波在遇到障碍物或孔径时会产生干涉和衍射现象。

这些现象可以用来解释光的折射、多普勒效应等现象，对科学研究和技术应用具有重要意义。

三、电磁场和电磁波的应用电磁场和电磁波在现代科技中运用广泛。

以下列举几个例子：1. 通信技术：无线通信离不开电磁波传播，无线电、微波和红外线等电磁波被广泛用于手机、无线网络、卫星通信等领域。

2. 医学影像：射线和磁共振成像等技术利用电磁波对人体进行成像，对医学诊断和治疗起到重要作用。

3. 光学器件：电磁波在光学器件中被广泛应用，如透镜、光电二极管和激光器等。

电磁场与电磁波-知识点总结

电磁场与电磁波-知识点总结已经将文本间距加为24磅,第18章:电磁场与电磁波一、知识网络LC 回路中电磁振荡过程中电荷、电场。

电路电流与磁场的变化规律、LC T π2=电磁麦克变化的电场产生磁场特点：为横波，在真空中电磁电磁场与发接应用：电视、雷达。

目的：传递信息调制：调幅和调频原理：电磁波遇到导体会在导体中激起同频率感应电流二、重、难点知识归纳1．振荡电流和振荡电路（1）大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫振荡电流。

能够产生振荡电流的电路叫振荡电路。

自由感线圈和电容器组成的电路，是一种简单的振荡电路，简称LC 回路。

（2）LC 电路的振荡过程:在LC 电路中会产生振荡电流，电容器放电和充电，电路中的电流强度从小变大，再从大变小，振荡电流的变化符合正弦规律．当电容器上的带电量变小时，电路中的电流变大，当电容器上带电量变大时，电路中的电流变小(3) LC 电路中能量的转化 :a 、电磁振荡的过程是能量转化和守恒的过程．电流变大时，电场能转化为磁场能，电流变小时，磁场能转化为电场能。

b 、电容器充电结束时，电容器的极板上的电量最多，电场能最大，磁场能最小；电容器放电结束时，电容器的极板上的电量为零，电场能最小，磁场能最大．c 、理想的LC 回路中电场能E 电和磁场机械能定义：机械能是指动能和势能的总和。

能E 磁在转化过程中的总和不变。

回路中电流越大时，L 中的磁场能越大。

极板上电荷量越大时，C 中电场能越大（板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大）。

(4) LC 电路的周期公式及其应用LC 回路的固有周期和固有频率，与电容器带电量、极板间电压及电路中电流都无关，只取决于线圈的自感系数L 及电容器的电容C 。

2、电磁场麦克斯韦电磁理论:变化的磁场能够在周围空间产生电场(这个电场叫感应电场或涡旋场，与由电荷激发的电场不同，它的电场线是闭合的，它在空间的存在与空间有无导体无关)，变化的电场能在周围空间产生磁场。

(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。

电磁场与电磁波基础知识

电磁场与电磁波期末复习知识点归纳课件

电磁场与电磁波基础知识总结

电磁场与电磁波_知识点总结

电磁场与电磁波知识点整理

公共基础知识电磁场与电磁波基础知识概述

电磁场与电磁波知识点整理

电磁场与电磁波基础知识总结.

电磁场与电磁波知识点整理

电磁场与电磁波基础知识

《电磁场和电磁波》 讲义

《电磁场与电磁波》 讲义

电磁场与电磁波

《电磁场与电磁波》 讲义

初识电磁场与电磁波知识点

电磁场与电磁波

电磁场与电磁波-知识点总结

(完整word版)电磁场与电磁波课程知识点总结和公式

电磁场与电磁波知识点复习

《电磁场和电磁波》讲义

《电磁场与电磁波》讲义

《电磁场与电磁波》讲义