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 )
111电磁场与电磁波解读
x(i )
32
电磁波的接收
mV
非匀强磁场能量求法
W 1 LI 2 m2
1 B2 1 BH 2 2
a: 任取体积元dV（在dV内B的分布均匀）
b: 计算dV内能量 dW dV 1 B2dV
m
m
2
c:
计算总能量
W m
V
dV m
V
1 B2dV 2 3
4
1820年奥斯特 1831年法拉第
电 产生 磁 磁 产生 电
变化的磁场 激发 电场
赫兹对人类文明作出了很大贡献，正当人们对 他寄以更大期望时，他却于1894年因血中毒逝世， 年仅36岁。为了纪念他的功绩，人们用他的名字来 命名各种波动频率的单位，简称“赫”。
21
一内外半径分别为R1和R2的均匀带电平面圆环， 电荷面
练 密度为 ，其中心有一半径为r的导体小环 R1 r ，
习 二者同心共面如图。设带电圆环以变角速度 (t)绕垂
B
dB
0
2
(R2
R1 )
选逆时针方向为小环回路为正方向，则小环中
BS
0
2
(R2
R1) r 2
i
d
dt
0
2
(R2
R1) r 2
d
dt
R2
r R1
i
i
R'
0
2R '
(R2
R1) r 2
d
dt
d 0,i与选定的正方向相反
dt
d 0,i与选定的正方向相同
23
dt
如图，在通有电流 I 的长直导线近旁，金属细杆a 端与长
dt dt
dt
变化的电场可以等效为一种电流。 I
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”）。
电磁场与电磁波期末复习知识点归纳
例：电场强度为 V/m的均匀平面波从空气中垂直入射到Z＝0处的理想介质（相对介电常数r＝9、相对磁导率r＝1）平面上，式中的0、Em均为已知。求：
反射波电场和磁场的复数表达式，并说明反射波的极化类型；
求空气中合成电场的表达式，简要说明合成波的特点。
均匀平面波：等相位面也是平面，且在任何一个等相位 面上场矢量的大小、方向处处相同。
x
z
均匀平面波：是指电磁波的场矢量只沿着它的传播方向变化，在与波传播方向垂直的无限大平面内，电场强度E和磁场强度H的方向、振幅和相位都保持不变的波。
无界理想介质中的均匀平面波
周期:
坡印廷矢量定义式：
坡印廷矢量的物理意义：
W/m2
S
E
H
时谐电磁场：以一定的角频率随时间作正弦或余弦
麦氏方程的复数形式
变化的电磁场或者正弦电磁场。
瞬时矢量和复矢量的关系为： 瞬时表达式和复数表达式的转换
瞬时坡印廷矢量：
02
平均坡印廷矢量：
01
坡印廷矢量的三种形式
第5章 均匀平面波在无界空间中的传播
电磁波极化的工程应用
圆极化天线只能接收到与其自身旋向相同的圆极化波，而一个线极化波总可以分解为两个旋向相反的圆极化波，其中总有一个可以被某圆极化天线接收。而线极化波总可以分解为两个空间相互正交的线极化波，其中总有一个可以被某线极化天线接收。因此在收发双方有一方运动的情况下（比如导弹与地面控制中心的通信），如果有一方采用圆极化天线，就可以保证信号畅通：若双方都是线极化天线，则可能因为相对位置变化而出现失配的情况。
例6.1.1: 一右旋圆极化波从空气垂直入射到位于z＝0的理想导体板上，其电场强度的复数形式为： （1）写出反射波的表达式并说明反射波的极化类型： （2）写出总电场强度的瞬时表达式： （3）求板上的感应面电流密度。
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： ?
北京市考研物理学复习资料电磁场与电磁波重难点梳理
北京市考研物理学复习资料电磁场与电磁波重难点梳理北京市考研物理学复习资料：电磁场与电磁波重难点梳理一、电磁场的基础概念及定律1. 电荷与电场在电磁场理论中，电荷是基本的概念之一。
电荷的分类、性质以及电荷对电场的作用等方面的知识是学习电磁场的基础。
电场则是由电荷形成的，它的特性和计算方法是学习电磁场的重要内容之一。
2. 静电场与电势静电场是指电荷不随时间变化的电场。
了解静电场的性质和计算电势的方法对于学习电磁场理论具有重要意义。
3. 安培定律与磁场安培定律描述了电流在磁场中的相互作用，是学习电磁场理论的基础。
理解安培定律及其应用，能够帮助我们解决一些与电磁场相关的实际问题。
二、电磁波的性质与传播1. 波动方程与解电磁波的传播满足波动方程。
掌握波动方程的推导和求解方法，是深入理解电磁波的性质与传播的基础。
2. 平面波与球面波平面波与球面波是电磁波在空间中传播时的两种基本形态。
它们的特点、传播方向及幅度随距离变化的规律等内容需要掌握。
3. 真空中的电磁波真空中的电磁波是电磁场与电磁波理论的重要内容之一。
了解真空中电磁波的传播速度、波长以及与频率之间的关系等知识，对于学习电磁波具有重要意义。
三、电磁场与电磁波的应用1. 电磁场与电路电磁场与电路是紧密相关的，理解电磁场对电路的影响以及电路中的电磁场分布规律等知识，对于解决电路中的问题具有重要意义。
2. 天线原理与应用天线是电磁场与电磁波应用的重要组成部分。
了解天线的基本原理、不同类型的天线及其应用，可以帮助我们更好地理解电磁波在通信、雷达等领域的应用。
3. 电磁辐射与防护电磁辐射是电磁波应用中需要重点关注的问题之一。
了解电磁辐射的危害、防护措施以及相关法规等内容，有助于我们正确应对电磁波辐射带来的潜在风险。
结语：通过对北京市考研物理学复习资料中电磁场与电磁波的重难点进行梳理，我们可以更好地理解电磁场与电磁波的基础概念、定律以及其在实际应用中的重要性。
掌握这些知识，有助于我们在考试中取得好成绩，更好地应对日后的科研与应用工作。
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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一、 填空题（10）1．如果两个不等于零的矢量的点积等于零，则此两个矢量必然相互 。
2．如果两个不等于零的矢量的叉积等于零，则此两个矢量必然相互 。
3．矢量z y x e e eA ˆˆˆ++=的大小为 。
4．矢量场)(r A穿过闭合曲面S 的通量的表达式为： 。
5．磁感应强度沿任一曲面S 的积分称为穿过曲面S 的 。
6．从场角度来讲，电流是电流密度矢量场的 。
7．矢量场)(r A在闭合曲线C 上环量的表达式为： 。
8．如果一个矢量场的旋度等于零，则称此矢量场为 。
9．如果一个矢量场的散度等于零，则称此矢量场为 。
10．静电场是无旋场，故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于 。
11．恒定磁场是无散场，故磁感应强度沿任一闭合曲面的积分等于 。
12．一个标量场的性质，完全可以由它的 来表征。
13. 亥姆霍兹定理告诉我们，研究任何一个矢量场应该从矢量的 两个角度去研究。
14．从矢量场的整体而言，无散场的 不能处处为零。
15．从矢量场的整体而言，无旋场的 不能处处为零。
16．由相对于观察者静止的，且其电量不随时间变化的电荷所产生的电场称为 。
17．由恒定电流所产生的磁场称为 。
18．在均匀各向同性线性媒质中，设媒质的导磁率为μ，则磁感应强度B和磁场H满足的方程为： .19. 在均匀各向同性线性媒质中，设媒质的介电常数为ε，则电位移矢量D和电场E满足的方程为： .20． 方程是经典电磁理论的核心。
21．所谓矢量线，乃是这样一些曲线，在曲线上的每一点上，该点的切线方向与矢量场的方向 。
22．由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场，恒定磁场是无散场，因此，它可用函数的旋度来表示。
23．静电场中，在给定的边界条件下，拉普拉斯方程或 方程的解是唯一的，这一定理称为唯一性定理。
24. 设线性各向同性的均匀媒质中，02=∇φ称为 方程。
25．设线性各向同性的均匀媒质中电位为φ，媒质的介电常数为ε，电荷体密度为零，电位所满足的方程为 。
26．设线性各向同性的均匀媒质中电位为φ，媒质的介电常数为ε，电荷体密度为V ρ，电位所满足的方程为 。
27．设电偶极子的电量为q ，正、负电荷的距离为d ，则电偶极矩矢量的大小可表示为 。
28．位移电流的表达式为 。
29．法拉第电磁感应定律的微分形式为 。
30．时变电磁场中，坡印廷矢量的数学表达式为 。
31．时变电磁场中，平均坡印廷矢量的表达式为 。
32．对平面电磁波而言，其电场、磁场和波的传播方向三者符合 关系。
33．在理想导体的内部，电场强度 。
34．在理想导体的表面， 的切向分量等于零。
35．对横电磁波而言，在波的传播方向上电场、磁场分量为 。
36．对平面电磁波而言，其电场和磁场均 于传播方向。
37．电磁波从一种媒质入射到理想导体表面时，电磁波将发生 。
38．在自由空间中电磁波的传播速度为 m /s 。
39．随时间变化的电磁场称为 场。
40．在无源区域中，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，使电磁场以的形式传播出去，即电磁波。
41．电磁波的相速就是 传播的速度。
42．电场强度矢量的方向随时间变化所描绘的 称为极化。
43．若电磁波的电场强度矢量的方向随时间变化所描绘的轨迹是直线，则波称为 。
44．若电磁波的电场强度矢量的方向随时间变化所描绘的轨迹是圆，则波称为 。
45．在导电媒质中，电磁波的传播 随频率变化的现象称为色散。
二、 简述题(4)1．已知麦克斯韦第一方程为t DJ H ∂∂+=⨯∇，试说明其物理意义，并写出方程的积分形式。
2．已知麦克斯韦第二方程为tBE ∂∂-=⨯∇ ，试说明其物理意义，并写出方程的积分形式。
3．简述恒定磁场的性质，并写出其两个基本方程。
4．设任一矢量场为)(r A，写出其穿过闭合曲线C 的环量表达式，并讨论之。
5．已知麦克斯韦第三方程为0=⋅⎰SS d B，试说明其物理意义，并写出其微分形式。
6．高斯通量定理的微分形式为ρ=⋅∇D，试写出其积分形式，并说明其意义。
7．试简述磁通连续性原理，并写出其数学表达式。
8．任一矢量场为)(r A，写出其穿过闭合曲面S 的通量表达式，并讨论之。
9．简述高斯通量定理，并写出其积分形式和微分形式的表达式。
10．什么是恒定磁场？它具有什么性质？ 11．试解释什么是TEM 波。
12．试简述什么是均匀平面波。
13．试简述静电场的性质，并写出静电场的两个基本方程。
14．试简述静电平衡状态下带电导体的性质。
15．什么是电磁波的极化？极化分为哪三种？ 三、计算题(3)1．矢量y x e eA ˆ2ˆ+= ，z x e eB ˆ3ˆ-=，求 （1）B A ⨯ （2）B A+2．某二维标量函数x y u -=2，求（1）标量函数梯度u ∇ （2）求梯度在正x 方向的投影。
3．某矢量场x e y eA y x ˆˆ+= ，求 （1）矢量场的旋度 （2）矢量场A的在点()1,1处的大小4．矢量函数z y x e x e y ex A ˆˆˆ2++-=，试求 （1）A⋅∇（2）若在xy 平面上有一边长为2的正方形，且正方形的中心在坐标原点，试求该矢量A穿过此正方形的通量。
5．在无源的自由空间中，电场强度复矢量的表达式为()jkz y x e E e E eE --=004ˆ3ˆ（1）试写出其时间表达式；（2）说明电磁波的传播方向； 四、应用题(3)1．放在坐标原点的点电荷在空间任一点r处产生的电场强度表达式为r erq E ˆ420πε=（1）求出电力线方程；（2）画出电力线。
2．设0=z 为两种媒质的分界面，0>z 为空气，其介电常数为Iz01εε=，0<z 为介电常数025εε=的媒质2。
已知空气中的电场强度为z x e eE ˆˆ41+=，求 （1）空气中的电位移矢量。
（2）媒质2中的电场强度。
3．设真空中无限长直导线电流为I ，沿z 轴放置，如图1所示。
求（1）空间各处的磁感应强度B（2）画出其磁力线，并标出其方向。
4．均匀带电导体球，半径为a ，带电量为Q 。
试求 （1）球内任一点的电场（2）球外任一点的电位移矢量5．真空中均匀带电球体，其电荷密度为ρ，半径为a ，试求（1）球内任一点的电位移矢量 （2）球外任一点的电场强度6．设无限长直线均匀分布有电荷，已知电荷密度为l ρ如图2所示，求（1） 空间任一点处的电场强度；（2） 画出其电力线，并标出其方向。
7．设无限长直导线与矩形回路共面，（如图3所示），求（1）判断通过矩形回路中的磁感应强度的方向（在图中标出）； （2）设矩形回路的法向为穿出纸面，求通过矩形回路中的磁通量。
8． 设半径为a 的无限长圆柱内均匀地流动着强度为I 的电流，设柱外为自由空间，求（1） 柱内离轴心r 任一点处的磁场强度； （2） 柱外离轴心r 任一点处的磁感应强度。
9．无限长同轴电缆内导体半径为a ，外导体的内、外半径分别为 b 和c 。
电缆中有恒定电流流过（内导体上电流为I 、外导体上电流为反方向的I ），设内、外导体间为空气，如图4所示。
（1）求b r a <<处的磁场强度 （2）求c r >处的磁场强度。
9．平行板电容器极板长为a 、宽为b ，极板间距为d ，如图图3 x z图图5所示。
设d x =的极板上的自由电荷总量为Q ，求 （1） 电容器间电场强度； （2） 电容器极板间电压。
10． 无限长直线电流I 垂直于磁导率分别为21μμ和的两种磁介质的交界面，如图6所示。
试求（1） 写出两磁介质的交界面上磁感应强度满足的方程 （2） 求两种媒质中的磁感应强度21B B 和。
11．在无源的自由空间中，电场强度复矢量的表达式为 jkz x e E eE -=03ˆ试写出其时间表达式； 判断其属于什么极化。
12．设时变电磁场的电场强度和磁场强度分别为：)cos(0e t E E φω-= )cos(0m t H H φω-=（1） 写出电场强度和磁场强度的复数表达式 证明其坡印廷矢量的平均值为：)cos(2100m e av H E S φφ-⨯=五、综合(1)1．设沿z +方向传播的均匀平面电磁波垂直入射到理想导体，如图7所示，该电磁波电场只有x 分量即 z j x e E e E β-=0ˆ(1) 求出入射波磁场表达式；画出区域1中反射波电、磁场的方向。
2．平面电磁波在019εε=的媒质1中沿z +方向传播，在0=z 处垂直入射到024εε=的媒质2中，021μμμ==。
极化为x +方向，如图8所示。
（1）求出媒质2电磁波的波阻抗； （2）求出媒质1中电磁波的相速。
区域 1 区域2图7媒质1媒质2图8图61B2B1μ2μ。