电磁场与电磁波

《电磁场与电磁波》学习体会

12通信工程 101120151 康克乾

通过近一学期的学习，我明白了想要学好电磁波，就必须搞明白电磁场与电磁波的关系，只有这样才能不混淆两者的概念正确分别电磁场与电磁波，同事学好电磁场与电磁波！

电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。电磁场与电磁波在实际生产、生活、医学、军事等领域有着广泛的应用，具有不可替代的作用。如果没有发现电磁波，现在的社会生活将是无法想象的。

电磁波（Electromagnetic wave)

定义：

从科学的角度来说，电磁波是能量的一种，凡是高于绝对零度的物体，都会释出电磁波。正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样，除光波外，人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。

产生

电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。

性质

电磁波频率低时，主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；电磁波频率高时即可以在自由空间内传递，也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部返回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。举例来说，太阳与地球之间的距离非常遥远，但在户外时，我们仍然能感受到和煦阳光的光与热，这就好比是“电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样。

电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变，其强度与距离的平方成反比，波本身带动能量，任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。

其速度等于光速c（每秒3×10的8次方米）。在空间传播的电磁波，距离最近的电场（磁场）强度方向相同，其量值最大两点之间的距离，就是电磁波的波长λ，电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系可通过公式c=λf。

通过不同介质时，会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波，还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少，电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。机械波与电磁波都能发生折射\反射\衍射\干涉,因为所有的波都具有波粒两象性.折射\反射属于粒子性；衍射\干涉为波动性。

能量

电磁波的能量大小由坡印庭矢量决定，即S=E×H,其中s为坡印庭矢量，E为电场强度，H为磁场强度。E、H、S彼此垂直构成右手螺旋关系；即由S代表单位时间流过与之垂直的单位面积的电磁能，单位是瓦／平方米。

1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后，人们又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波，它们的本质完全相同，只是波长和频率有很大的差别。

按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来，就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话，它们是工频电磁波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。以无线电的波长最长，宇宙射线的波长最短。

无线电波3000米～0.3毫米。

红外线0.3毫米～0.75微米。

可见光0.7微米～0.4微米。

紫外线0.4微米～10毫微米

X射线10毫微米～0.1毫微米

γ射线0.1毫微米～0.001毫微米

高能射线小于0.001毫微米

传真（电视）用的波长是3～6米；雷达用的波长更短，3米到几毫米。

电磁波的应用

电磁波为横波，可用于探测、定位、通信等等。

电磁波谱(波长从长到短)是无线电波,微波,红外线,可见光,紫外线,伦琴射线(X射线),伽玛射线.

应用：

◆无线电波用于通信等

◆微波用于微波炉

◆红外线用于遥控、热成像仪、红外制导导弹等

◆可见光是所有生物用来观察事物的基础

◆紫外线用于医用消毒,验证假钞,测量距离,工程上的探伤等

◆X射线用于CT照相

◆伽玛射线用于治疗,使原子发生跃迁从而产生新的射线等.

通过那么久的学习，我自己也逐渐悟出来一些学习的心得体会，电磁场与电磁波这门课比较枯燥，公式也比较多，不容易记。只有静下心来，认真去看老师讲过的每一章知识点，认真的复习！下面就分享一下我自己血电磁场与电磁波的学习方法！

追根溯源，寻求事物之间的内在联系学习最忌死记硬背，特别是理科学习，更重要的是弄清楚道理，所以不论学习什么内容，都要问为什么，这样学到的知识似有源上水，有木之本。

发散思维，养成联想的思维习惯在学习中我们应经常注意新旧知识之间、学科之间、所学内容与生活实际等方面的联系，不要孤立的对待知识，养成多角度地去思考问题的习惯，有意识地去训练思维的流畅性、灵活性及独创性，长期下去，必然会促进智力素质的发展。掌握好高效的听课方法。课上集中精力听课，是掌握知识的捷径。听讲时，思想上必须与老师讲解的思路保持一致，听老师对事物是怎样分析、推理；听老师解决问题是用什么方法、技巧；听老师对问题有哪些提问和解释。这样才能把握住听课的重点。听讲中，要把自己在预习中的理解，和老师讲解的相比较，看自己和老师有哪些相同点和区别点。

通过这些学习方法坚持下去，就一定会有收获的。再难的电磁波与电磁场在你面前也会变得容易！