电磁场电磁波复习重点
电磁场与电磁波期末复习知识点归纳课件
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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总结 知乎
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电磁场与电磁波知识点总结知乎
电磁场和电磁波是物理学中的重要基础知识,涉及到电学、磁学、波动光学等多个领域。
下面是对电磁场和电磁波的一些重要知识点总结:
1. 电场和磁场:电场是指空间中由电荷引起的电力作用,磁场是指空间中由电流引起的磁力作用。
电场和磁场都是矢量场,可以用矢量图形表示。
2. 麦克斯韦方程组:麦克斯韦方程组是描述电磁场行为的基本方程,包括四个方程:高斯定理、高斯磁定理、法拉第电磁感应定律和安培环路定理。
3. 电磁波:电磁波是由电场和磁场相互作用引起的一种波动现象,包括无线电波、可见光、紫外线、X射线等。
电磁波具有波长、频率等特征,可以用波动方程表示。
4. 偏振:偏振是指电磁波中电场矢量的振动方向。
根据电场矢量的振动方向,电磁波可以分为线偏振、圆偏振和不偏振等。
5. 折射和反射: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,即波的传播方向改变。
同时,当电磁波遇到介质的边界时,会发生反射现象,即波发生反向传播。
折射和反射现象可以用斯涅尔定律和菲涅尔公式计算。
6. 衍射和干涉:电磁波在经过小孔或射缝等障碍物时,会发生衍射现象,即波扩散后形成干涉条纹。
同时,当两束电磁波相遇时,会发生干涉现象,即波的振幅会增强或减弱。
衍射和干涉现象可以用
菲涅尔衍射和双缝干涉等理论进行描述。
以上是电磁场和电磁波的一些重要知识点总结。
熟练掌握这些知识,对于理解电学、磁学、波动光学等学科都具有重要意义。
电磁场与电磁波知识点复习
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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。
电磁场电磁波复习重点
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电磁场电磁波复习重点第一章矢量分析1、矢量的基本运算标量:一个只用大小描述的物理量。
矢量:一个既有大小又有方向特性的物理量,常用黑体字母或带箭头的字母表示。
2、叉乘点乘的物理意义会计算3、通量源旋量源的特点通量源:正负无旋度源:是矢量,产生的矢量场具有涡旋性质,穿过一曲面的旋度源等于(或正比于)沿此曲面边界的闭合回路的环量,在给定点上,这种源的(面)密度等于(或正比于)矢量场在该点的旋度。
4、通量、环流的定义及其与场的关系通量:在矢量场F中,任取一面积元矢量dS,矢量F与面元矢量dS的标量积F.dS定义为矢量F穿过面元矢量dS的通量。
如果曲面 S 是闭合的,则规定曲面的法向矢量由闭合曲面内指向外;环流:矢量场F沿场中的一条闭合路径C的曲线积分称为矢量场F沿闭合路径C的环流。
如果矢量场的任意闭合回路的环流恒为零,称该矢量场为无旋场,又称为保守场。
如果矢量场对于任何闭合曲线的环流不为零,称该矢量场为有旋矢量场,能够激发有旋矢量场的源称为旋涡源。
电流是磁场的旋涡源。
5、高斯定理、stokes定理静电静场高斯定理:从散度的定义出发,可以得到矢量场在空间任意闭合曲面的通量等于该闭合曲面所包含体积中矢量场的散度的体积分,即散度定理是闭合曲面积分与体积分之间的一个变换关系,在电磁理论中有着广泛的应用。
Stokes定理:从旋度的定义出发,可以得到矢量场沿任意闭合曲线的环流等于矢量场的旋度在该闭合曲线所围的曲面的通量,即斯托克斯定理是闭合曲线积分与曲面积分之间的一个变换关系式,也在电磁理论中有广泛的应用。
6、亥姆霍兹定理若矢量场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,则当矢量场的散度及旋度给定后,该矢量场可表示为亥姆霍兹定理表明:在无界空间区域,矢量场可由其散度及旋度确定。
第二章电磁场的基本规律1、库伦定律(大小、方向)说明:1)大小与两电荷的电荷量成正比,与两电荷距离的平方成反比;2)方向沿q1 和q2 连线方向,同性电荷相排斥,异性电荷相吸引;3)满足牛顿第三定律。
电磁场与电磁波复习提纲
![电磁场与电磁波复习提纲](https://img.taocdn.com/s3/m/58d86239c4da50e2524de518964bcf84b9d52de4.png)
“电磁场与电磁波“复习提纲根本定义、根本公式、根本概念、根本计算一、场的概念〔§1-1〕 1. 场的定义2. 标量场与矢量场:等值面、矢量线 二、矢量分析1. 矢量点积与叉积的定义:〔第一次习题〕2. 三种常用正交坐标系3.标量的梯度〔§1-3〕 a) 等值面:例1-1 b) 方向导数:例1-2c) 梯度定义与计算:例1-3 4. 矢量场的通量与散度〔§1-4〕a) 矢量线的定义:例1-4b) 矢量场的通量:()()S e r F S r F n SSd d⋅=⋅=⎰⎰ψc) 矢量场的散度定义与计算:例1-5d) 散度定理〔高斯定理〕:⎰⎰⋅=⋅∇SVS F V Fd d5. 矢量场的环量与旋度〔§1-5〕a) 矢量场的环流〔环量〕:⎰⋅=ll F d Γb) 矢量场的旋度定义与计算:例1-6 c) 旋度定理〔斯托克斯定理〕:()⎰⎰⋅=⋅⨯∇CSl F S Fd d6. 无源场与无散场a) 旋度的散度()0≡⨯∇⋅∇A ,散度处处为0的矢量场为无源场,有A F⨯∇=b) 梯度的旋度()0≡∇⨯∇ϕ,旋度处处为0的矢量场为无旋场,有u F -∇=;c) 矢量场的分类 7. 拉普拉斯算子8. 亥姆霍兹定理:概念与意义 根本概念:1. 矢量场的散度和旋度用于描述矢量场的不同性质a) 矢量场的旋度是矢量,矢量场的散度是标量;b) 旋度描述矢量场中场量与涡旋源的关系,散度描述矢量场中场量与通量源的关系; c) 无源场与无旋场的条件;d) 旋度描述场分量在与其垂直方向上的变化规律;散度描述场分量沿各自方向上的变化规律 2. 亥姆霍兹定理概括了矢量场的根本性质a) 矢量场由其散度、旋度和边界条件唯一确定;b) 由于矢量的散度和旋度分别对应矢量场的一种源,故分析矢量场总可以从研究其散度和旋度着手; c) 散度方程和旋度方程是矢量场的微分形式,故可以从矢量场沿闭合面的通量和沿闭合路径的环流着手,得到根本方程的积分形式。
电磁场与电磁波知识点整理
![电磁场与电磁波知识点整理](https://img.taocdn.com/s3/m/ff4c359809a1284ac850ad02de80d4d8d15a01aa.png)
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。
电磁场与电磁波知识点总结
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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”)。
电磁场与电磁波复习资料
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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内的体积分,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 内的任一矢量场,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内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内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,其分子或原子内的正,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。
电磁场与电磁波课程主要知识点总复习
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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》复习纲要(含答案)
![《电磁场与电磁波》复习纲要(含答案)](https://img.taocdn.com/s3/m/621bb3ea524de518964b7dcf.png)
S
第二类边值问题(纽曼问题) 已知场域边界面上的位函数的法向导数值,即 第三类边值问题(混合边值问题) 知位函数的法向导数值,即
|S f 2 ( S ) n
已知场域一部分边界面上的位函数值,而其余边界面上则已
|S1 f1 ( S1 )、 | f (S ) S 2 2 n 2
线处有无限长的线电流 I,圆柱外是空气(µ0 ),试求圆柱内 外的 B 、 H 和 M 的分布。 解:应用安培环路定理,得 H C dl 2 H I I H e 0 磁场强度 2π I e 0 a 2 π 磁感应强度 B I e 0 a 2 π 0 I B e 2π M H 磁化强度 0 0 0
C
F dl F dS
S
5、无旋场和无散场概念。 旋度表示场中各点的场量与旋涡源的关系。 矢量场所在空间里的场量的旋度处处等于零,称该场为无旋场(或保守场) 散度表示场中各点的场量与通量源的关系。 矢量场所在空间里的场量的散度处处等于零,称该场为无散场(或管形场) 。 6、理解格林定理和亥姆霍兹定理的物理意义 格林定理反映了两种标量场 (区域 V 中的场与边界 S 上的场之间的关系) 之间满足的关系。 因此,如果已知其中一种场的分布,即可利用格林定理求解另一种场的分布 在无界空间,矢量场由其散度及旋度唯一确定 在有界空间,矢量场由其散度、旋度及其边界条件唯一确定。 第二章 电磁现象的普遍规律 1、 电流连续性方程的微分形式。
D H J t B E t B 0 D
D ) dS C H dl S ( J t B E dl dS S t C SB dS 0 D dS ρdV V S
电磁场与电磁波复习重点
![电磁场与电磁波复习重点](https://img.taocdn.com/s3/m/6d2d50e31a37f111f1855b9e.png)
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).
![电磁波与电磁场(总复习).](https://img.taocdn.com/s3/m/0c384a61e45c3b3567ec8b86.png)
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: ?
电磁场与电磁波知识点整理
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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。
高中物理电磁场和电磁波知识点总结
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高中物理电磁场和电磁波知识点总结1.麦克斯韦的电磁场理论(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场.(2)随时间均匀变化的磁场产生稳定电场.随时间不均匀变化的磁场产生变化的电场.随时间均匀变化的电场产生稳定磁场,随时间不均匀变化的电场产生变化的磁场.(3)变化的电场和变化的磁场总是相互关系着,形成一个不可分割的统一体,这就是电磁场.2.电磁波(1)周期性变化的电场和磁场总是互相转化,互相激励,交替产生,由发生区域向周围空间传播,形成电磁波. (2)电磁波是横波(3)电磁波可以在真空中传播,电磁波从一种介质进入另一介质,频率不变、波速和波长均发生变化,电磁波传播速度v等于波长λ和频率f的乘积,即v=λf,任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速c=3.00×10 8 m/s.下面为大家介绍的是2019年高考物理知识点总结电磁感应,希望对大家会有所帮助。
1. 电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流.(1)产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0.(2)产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线路中就有感应电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.(2)电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.2.磁通量(1)定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量,定义式:Φ=BS.如果面积S与B不垂直,应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′,即Φ=BS′,国际单位:Wb求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数.任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时,穿过该面的磁通量为正.反之,磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和.3. 楞次定律(1)楞次定律:感应电流的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定,而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便.(2)对楞次定律的理解①谁阻碍谁———感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量.②阻碍什么———阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身.③如何阻碍———原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”.④阻碍的结果———阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少.(3)楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因,表现形式有三种:①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍原电流的变化(自感).4.法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.表达式E=nΔΦ/Δt当导体做切割磁感线运动时,其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ.当B、L、v三者两两垂直时,感应电动势E=BLv.(1)两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt 计算的是在Δt时间内的平均电动势,只有当磁通量的变化率是恒定不变时,它算出的才是瞬时电动势.E=BLvsinθ中的v若为瞬时速度,则算出的就是瞬时电动势:若v为平均速度,算出的就是平均电动势.(2)公式的变形①当线圈垂直磁场方向放置,线圈的面积S保持不变,只是磁场的磁感强度均匀变化时,感应电动势:E=nSΔB/Δt .②如果磁感强度不变,而线圈面积均匀变化时,感应电动势E=Nbδs/Δt .5.自感现象(1)自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象.(2)自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势.自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢,自感电动势方向总是阻碍电流的变化.6.日光灯工作原理(1)起动器的作用:利用动触片和静触片的接通与断开起一个自动开关的作用,起动的关键就在于断开的瞬间.(2)镇流器的作用:日光灯点燃时,利用自感现象产生瞬时高压;日光灯正常发光时,利用自感现象,对灯管起到降压限流作用.7.电磁感应中的电路问题在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,将它们接上电容器,便可使电容器充电;将它们接上电阻等用电器,便可对用电器供电,在回路中形成电流.因此,电磁感应问题往往与电路问题联系在一起.解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是:(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向. (2)画等效电路.(3)运用全电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解.8.电磁感应现象中的力学问题(1)通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用,电磁感应问题往往和力学问题联系在一起,基本方法是:①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.②求回路中电流强度.③分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向).④列动力学方程或平衡方程求解.(2)电磁感应力学问题中,要抓好受力情况,运动情况的动态分析,导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达稳定运动状态,抓住a=0时,速度v达最大值的特点.9.电磁感应中能量转化问题导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化,在回路中产生感应电流,机械能或其他形式能量便转化为电能,具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热,又可使电能转化为机械能或电阻的内能,因此,电磁感应过程总是伴随着能量转化,用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动(匀速直线运动或匀速转动),对应的受力特点是合外力为零,能量转化过程常常是机械能转化为内能,解决这类问题的基本方法是:(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.(2)画出等效电路,求出回路中电阻消耗电功率表达式.(3)分析导体机械能的变化,用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程.10.电磁感应中图像问题电磁感应现象中图像问题的分析,要抓住磁通量的变化是否均匀,从而推知感应电动势(电流)大小是否恒定.用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向,从而确定其正负,以及在坐标中的范围.另外,要正确解决图像问题,必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去,又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去,最终根据实际过程的物理规律进行判断.。
电磁场与电磁波期末复习知识点归纳
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B(r ) 0
B ( r ) d l I 0 L B ( r ) d S 0
S
安培环路定理
了解电介质的极化和磁介质的磁化: 2.4.1 、电介质的极化 电位移矢量
D 0E p
▲
极化面电荷
极化体电荷
▲
ˆ sp ( r ) P ( r ) n p (r) P(r)
dD 量与电场的关系式为: ,而传导电流是电荷 Jd dt
di dq 的定向运动形成的, J 或 E 。 ds ds dt 2、所以传导电流只能存在于导体中,而位移电流可以
存在于真空、导体、电介质中。
3、传导电流通过导体会产生焦耳热,而位移电流不会。
★ 麦克斯韦方程组数学表示
★ 电磁场的边界 条件总结
2、磁感应强度的法向分量连续; 3、电位移矢量的法向分量的突变量
等于边界上的电荷面密度,
4、磁场强度的切向分量的突变量 等于边界电流面密度。
1、E1t E2t
2、B1n B2n
ˆ ( E1 E2 ) 0 n
ˆ B1 B 2 0 n
3、D1n D2n s
B 3、 E 变化的磁场是涡旋电场的旋涡源。与电荷产生的
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。
D 4、 H J 传导电流和变化的电场都是磁场的旋涡源。磁场是 t
t
有旋场,磁力线是闭合曲线,并与全电流线相交链。
一般情况下 1、电场强度的切向分量连续,
积分形式
微分形式
全电流定律 电磁感应定律 磁通连续性原理
电磁场与电磁波期末复习考试要点
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第一章矢量分析①A A Ae =②cos A B A Bθ⋅=⋅③A 在B 上的分量B AB A B A COS BA θ⋅==④e xyz x y z xyzA B e e A A AB B B⨯=⑤A B A B⨯=-⨯ ,()A B C A B A C⨯+=⨯+⨯ ,()()()A B C B C A C A B ⋅⨯=⋅⨯=⋅⨯(标量三重积),()()()A B C B A C C A B ⨯⨯=⋅-⋅⑥ 标量函数的梯度xy z u u u ux y ze e e ∂∂∂∇=++∂∂∂⑦ 求矢量的散度=y x z A xyzA A A ∂∂∂∇⋅++∂∂∂散度定理:矢量场的散度在体积V 上的体积分等于在矢量场在限定该体积的闭合曲面S 上的面积分,即VSFdV F d S ∇⋅=⋅⎰⎰,散度定理是矢量场中的体积分与闭合曲面积分之间的一个变换关系。
⑧ 给定一矢量函数和两个点,求沿某一曲线积分E dl ⋅⎰,x y CCE dl E dx E dy ⋅=+⎰⎰积分与路径无关就是保守场。
⑨ 如何判断一个矢量是否可以由一个标量函数的梯度表示或者由一个矢量函数的旋度表示?如果0A ∇⋅= 0A ∇⨯=,则既可以由一个标量函数的梯度表示,也可以由一个矢量函数的旋度表示;如果0A ∇⋅≠,则该矢量可以由一个标量函数的梯度表示;如果0A ∇⨯≠,则该矢量可以由一个矢量函数的旋度表示。
矢量的源分布为A ∇⋅ A ∇⨯.⑩ 证明()0u ∇⨯∇=和()0A ∇⋅∇⨯=证明:解 (1)对于任意闭合曲线C 为边界的任意曲面S ,由斯托克斯定理有()d d dSCCuu u l l ∂∇⨯∇=∇==∂⎰⎰⎰S l 由于曲面S 是任意的,故有()0u ∇⨯∇=(2)对于任意闭合曲面S 为边界的体积τ,由散度定理有12()d ()d ()d ()d SS S ττ∇∇⨯=∇⨯=∇⨯+∇⨯⎰⎰⎰⎰A A S A S A S 其中1S 和2S 如题1.27图所示。
初识电磁场与电磁波知识点
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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。
电磁场与波知识要点(一到三章)
![电磁场与波知识要点(一到三章)](https://img.taocdn.com/s3/m/ec21bed233d4b14e852468ac.png)
(1).理想介质表面的边界条件(理想介质中 S 0 , J S 0 ) :
en ( H1 H 2 ) 0 en ( E1 E2 ) 0 B )0 en ( B 1 2 en ( D1 D2 ) 0
球坐标系中:
u u u u e e ez z 1 1 A ( A ) ( A ) ( Az ) z
圆柱坐标系中:
1 A A
e
e A
J E
在线性各向同性介质中才有次本构关系
en ( H1 H 2 ) J S 或H1t H 2t J S J S 0说明H 在分界面上切向分量不连续。) ( J S 为分界面上的电流, e 或E1t E2t 0 n ( E1 E2 ) 0 (说明电场强度在分界面上的切向分量是连续的。) en ( B1 B2 ) 0 或B1n B2 n 0 (说明磁感应强度在分界面上的法向分量是连续的。) 或D1n D2 n S en ( D1 D2 ) S ( S 为分界面上的自由电荷密度, S 0说明D在分界面上法向分量不连续。)
15.极化强度矢量: P lim
(p68)
p
V
i
V 0
(电偶极矩: p ez qd
(ez 从-到 )
,极化强度矢量表示单位体积中
电偶极矩的矢量和,反映了物质在电场下被极化的强弱。 (P51)
P P en 极化电荷密度: p ,极化面电荷密度: sp
电磁场与电磁波知识点复习
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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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电磁场电磁波复习重点第一章矢量分析1、矢量的基本运算标量:一个只用大小描述的物理量。
矢量:一个既有大小又有方向特性的物理量,常用黑体字母或带箭头的字母表示。
2、叉乘点乘的物理意义会计算3、通量源旋量源的特点通量源:正负无旋度源:是矢量,产生的矢量场具有涡旋性质,穿过一曲面的旋度源等于(或正比于)沿此曲面边界的闭合回路的环量,在给定点上,这种源的(面)密度等于(或正比于)矢量场在该点的旋度。
4、通量、环流的定义及其与场的关系通量:在矢量场F中,任取一面积元矢量dS,矢量F与面元矢量dS的标量积F.dS定义为矢量F穿过面元矢量dS的通量。
如果曲面 S 是闭合的,则规定曲面的法向矢量由闭合曲面内指向外;环流:矢量场F沿场中的一条闭合路径C的曲线积分称为矢量场F沿闭合路径C的环流。
如果矢量场的任意闭合回路的环流恒为零,称该矢量场为无旋场,又称为保守场。
如果矢量场对于任何闭合曲线的环流不为零,称该矢量场为有旋矢量场,能够激发有旋矢量场的源称为旋涡源。
电流是磁场的旋涡源。
5、高斯定理、stokes定理静电静场高斯定理:从散度的定义出发,可以得到矢量场在空间任意闭合曲面的通量等于该闭合曲面所包含体积中矢量场的散度的体积分,即散度定理是闭合曲面积分与体积分之间的一个变换关系,在电磁理论中有着广泛的应用。
Stokes定理:从旋度的定义出发,可以得到矢量场沿任意闭合曲线的环流等于矢量场的旋度在该闭合曲线所围的曲面的通量,即斯托克斯定理是闭合曲线积分与曲面积分之间的一个变换关系式,也在电磁理论中有广泛的应用。
6、亥姆霍兹定理若矢量场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,则当矢量场的散度及旋度给定后,该矢量场可表示为亥姆霍兹定理表明:在无界空间区域,矢量场可由其散度及旋度确定。
第二章电磁场的基本规律1、库伦定律(大小、方向)说明:1)大小与两电荷的电荷量成正比,与两电荷距离的平方成反比;2)方向沿q1 和q2 连线方向,同性电荷相排斥,异性电荷相吸引;3)满足牛顿第三定律。
2、安培定律(电流环、大小、方向)说明:恒定磁场是有旋场,是非保守场、电流是磁场的旋涡源。
3、媒质媒质对电磁场的响应可分为三种情况:极化、磁化和传导。
描述媒质电磁特性的参数为:介电常数、磁导率和电导率。
4、导电媒质(传导电流)存在可以自由移动带电粒子的介质称为导电媒质。
在外场作用下,导电媒质中将形成定向移动电流。
对于线性和各向同性导电媒质,媒质内任一点的电流密度矢量 J 和电场强度 E 成正比,表示为称为媒质的电导率,单位是S/m(西/米)。
5、法拉第电磁感应(大小、方向)揭示时变磁场产生电场。
6、位移电流揭示时变电场产生磁场。
在绝缘介质中,无传导电流,但有位移电流。
在理想导体中,无位移电流,但有传导电流。
在一般介质中,既有传导电流,又有位移电流。
7、2.6节重点麦克斯韦方程(给老子背下)(边界条件)P79全页第三章静电场1、边界条件2、电位函数3、静电场的能量公式4、库伦规范(失位标位)即恒定磁场可以用一个矢量函数的旋度来表示。
磁矢位的任意性是因为只规定了它的旋度,没有规定其散度造成的。
为了得到确定的A,可以对A的散度加以限制,在恒定磁场中通常规定并称为库仑规范。
即在无传导电流(J=0)的空间中,可以引入一个标量位函数来描述磁场。
第四章时变电磁场1、波动方程形式波动方程——二阶矢量微分方程,揭示电磁场的波动性2、 S=E*H 大小方向物理意义坡印廷矢量(电磁能流密度矢量):描述时变电磁场中电磁能量传输的一个重要物理量。
物理意义:某一点的能流密度矢量;3、4.5节时谐电场——》瞬时值——>复数形式时谐电场:如果场源以一定的角频率随时间呈时谐(正弦或余弦)变化,则所产生电磁场也以同样的角频率随时间呈时谐变化。
这种以一定角频率作时谐变化的电磁场,称为时谐电磁场或正弦电磁场。
瞬时值:复数形式:其实是利用了欧拉公式,取实部;4、复电容率复磁导率对于存在电极化损耗的电介质,有称为复介电常数或复电容率。
其虚部为大于零的数,表示电介质的电极化损耗。
在高频情况下,实部和虚部都是频率的函数。
对于磁性介质,复磁导率数为其虚部为大于零的数,表示磁介质的磁化损耗。
说明:实际的介质都存在损耗:导电媒质——当电导率有限时,存在欧姆损耗电介质——受到极化时,存在电极化损耗磁介质——受到磁化时,存在磁化损耗损耗的大小与媒质性质、随时间变化的频率有关。
一些媒质的损耗在低频时可以忽略,但在高频时就不能忽略。
5、导体三个标准工程上通常用损耗角正切来表示介质的损耗特性,其定义为复介常数或复磁导率的虚部与实部之比,即有导电媒质导电性能的相对性:导电媒质的导电性能具有相对性,在不同频率情况下,导电媒质具有不同的导电性能。
第五章均匀平面波1、数学形式每一个字母所代表的物理意义均匀平面波:等相位面上电场和磁场的方向、振幅都保持不变的平面波;均匀平面波是电磁波的一种理想情况,其分析方法简单,但又表征了电磁波的重要特性。
称为媒质的本征阻抗,也叫波阻抗,是电场的振幅和磁场的振幅之比;在真空中所有的η等于真空中的η除以根号介电常数电场强度的幅值是磁场强度幅值的η倍;结论1:均匀平面波的电场强度和磁场强度都垂直于波的传播方向——横电磁波(TEM波);结论2:在理想介质中,均匀平面波的电场强度与磁场强度相互垂直,且同相位。
1.均匀平面波的传播参数:(1)角频率、频率和周期角频率ω:表示单位时间内的相位变化,单位为rad/s ;周期T :时间相位变化 2π的时间间隔,即频率f:(2)波长和相位常数波长λ:空间相位差为2π的两个波阵面的间距,即可见,电磁波的波长不仅与频率有关,还有媒质参数有关;相位常数 k:表示波传播单位距离的相位变化k 的大小等于空间距离2π内所包含的波长数目,因此也称为波数。
(3)相速(波速)相速v:电磁波的等相位面在空间中的移动速度所有的相速等于真空中的相速除以根号介电常数2、能量密度与能流密度平均坡印廷矢量:2、关于数学形式的各种求解公式3、极化:极化的分类线圆椭圆关系(1)概念:在电磁波传播空间给定点处,电场强度矢量的端点随时间变化的轨迹。
电磁波的极化状态取决于Ex和Ey的振幅之间和相位之间的关系,分为:线极化、圆极化、椭圆极化。
(2)线极化特点:合成波电场的大小随时间变化但其矢端轨迹与x轴的夹角始终保持不变。
结论:任何两个同频率、同传播方向且极化方向互相垂直的线极化波,当它们的相位相同或相差为±π时,其合成波为线极化波。
(3)圆极化特点:合成波电场的大小不随时间改变,但方向却随时间变化,电场的矢端在一个圆上并以角速度ω旋转。
结论:任何两个同频率、同传播方向且极化方向互相垂直的线极化波,当它们的振幅相同、相位差为±π/ 2 时,其合成波为圆极化波。
右旋圆极化波:若φx-φy=π/2,左旋圆极化波:若φx-φy=-π/2(4)椭圆极化特点:合成波电场的大小和方向都随时间改变,其端点在一个椭圆上旋转。
4、左旋右旋5、5.3均匀平面波在导电媒质中的传播衰减色散导电媒质中均匀平面波的传播特点(看看就行)1)电场强度E、磁场强度H与波的传播方向相互垂直,是横电磁波(TEM 波);2)媒质的本征阻抗为复数,电场与磁场不同相位,磁场滞后于电场角;3)在波的传播过程中,电场与磁场的振幅呈指数衰减;4)波的传播速度(相度)不仅与媒质参数有关,而与频率有关(有色散)。
弱导电媒质:强导电媒质:良导体中电磁波的磁场强度的相位滞后于电磁强度45’。
趋肤效应:电磁波的频率越高,衰减系数越大,高频电磁波只能存在于良导体的表面层内,称为趋肤效应。
色散现象:相速随频率变化群速:载有信息的电磁波通常是由一个高频载波和以载频为中心向两侧扩展的频带所构成的波包,波包包络传播的速度就是群速。
第六章均与平面波的反射与投射1、6.1节介质/导体驻波数学表达式波节波腹介质/介质行驻波数学表达式P230磁场的波节点恰好是电场的波腹点,而电场的波腹点恰好是磁场的波节点合成波在空间没有移动,只是在原来的位置振动,故称为驻波;振幅始终为0的点称为波节点;振幅最大的点称为波腹点;P233介质/介质:当η2>η1时,反射系数 >0,这意味着在分解密那行反射波电场与入射波电场同相位;当η2<η1时,反射系数 <0,这意味着在分界面上反射波电场与入射波电场的相位差为π,即存在半波损失;2、6.3节全反射:临界角P246全投射:brewster角:使平行极化波为0的入射角P249垂直极化平行极化入射角一个任意极化的电磁波,当它以布儒斯特角入社到两种非磁性媒质分界面上时,它的平行极化分量全部透射,反射波中就只剩下了垂直极化分量,起到了一种极化滤波的作用;因此布儒斯特角也称为极化角;Snell定律:P2436.4均匀平面波对理想导体平面斜入射垂直极化波斜入射到理想导体表面的特点P250平行极化波斜入射到理想导体表面的特点P252第七章导行电磁波1、TEM: TE TM 特点2、矩形波导结构类似与一个矩形的隧道截止频率截止波长传播常数P261 相位常数波导波长【P269】工作波长P276主模截止频率最低的模式P272传播时如何计算以上参数,如何判断传播模式。