电磁场与电磁波的基本概念
电磁场与电磁波教案
电磁场与电磁波教案第一章：电磁场的基本概念1.1 电荷与电场介绍电荷的性质和分类解释电场的概念和电场线电场的叠加原理1.2 磁场与磁力介绍磁铁和磁性的概念解释磁场的概念和磁场线磁场的叠加原理和磁力计算1.3 电磁感应介绍法拉第电磁感应定律解释电磁感应现象的应用第二章：电磁波的基本性质2.1 电磁波的产生与传播介绍麦克斯韦方程组解释电磁波的产生和传播过程电磁波的波动方程和相位2.2 电磁波的波动性质介绍电磁波的波长、频率和波速波动方程的解和电磁波的波动性质2.3 电磁波的能量与辐射解释电磁波的能量和辐射机制介绍电磁波的辐射压和光电效应第三章：电磁波的传播与应用3.1 电磁波在自由空间的传播自由空间中电磁波的传播方程电磁波的传播速度和天线原理3.2 电磁波在介质中的传播介绍电磁波在介质中的传播方程介质的折射率和反射、透射现象3.3 电磁波的应用介绍电磁波在通信、雷达和医学等领域的应用第四章：电磁波的辐射与接收4.1 电磁波的辐射介绍电磁波的辐射机制和天线理论电磁波的辐射强度和辐射功率4.2 电磁波的接收介绍电磁波接收原理和接收器设计调制和解调技术在电磁波接收中的应用4.3 电磁波的辐射与接收实验设计实验来观察和测量电磁波的辐射和接收现象第五章：电磁波的传播特性与调控5.1 电磁波的传播特性介绍电磁波的传播损耗和传播距离电磁波的多径传播和散射现象5.2 电磁波的调控技术介绍电磁波的调制技术和幅度、频率和相位的调控方法5.3 电磁波的传播调控应用介绍电磁波在无线通信和雷达系统中的应用和调控技术第六章：电磁波的波动方程与电磁波谱6.1 电磁波的波动方程推导电磁波在均匀介质中的波动方程讨论电磁波的横向和纵向波动特性6.2 电磁波谱介绍电磁波谱的分类和各频段的特征讨论电磁波谱中常见的波段，如射频、微波、红外、可见光、紫外、X射线和γ射线等6.3 电磁波谱的应用分析电磁波谱在不同领域的应用，如通信、医学、材料科学等第七章：电磁波的传播环境与传播效应7.1 电磁波的传播环境分析不同传播环境对电磁波传播的影响，如自由空间、大气层、陆地、海洋等讨论传播环境中的衰减、延迟和散射等效应7.2 电磁波的传播效应介绍电磁波的折射、反射、透射、绕射和干涉等传播效应分析这些效应在实际应用中的影响和应对措施7.3 电磁波的传播环境与效应应用探讨电磁波传播环境与效应在通信、雷达、遥感等领域的应用和解决方案第八章：电磁波的辐射与天线技术8.1 电磁波的辐射原理分析电磁波辐射的物理机制，如开放电极、偶极子、天线阵列等讨论电磁波辐射的方向性和极化特性8.2 天线的基本理论介绍天线的基本参数，如阻抗、辐射效率、增益等分析天线的设计方法和性能优化策略8.3 电磁波的辐射与天线技术应用探讨天线技术在无线通信、广播、雷达等领域的应用和实例第九章：电磁波的接收与信号处理9.1 电磁波的接收原理介绍电磁波接收的基本过程，如放大、滤波、解调等分析接收机的性能指标，如灵敏度、选择性、稳定性等9.2 信号处理技术介绍信号处理的基本方法，如采样、量化、编码、调制等讨论数字信号处理技术在电磁波接收中的应用9.3 电磁波的接收与信号处理应用探讨电磁波接收与信号处理技术在通信、雷达、遥感等领域的应用和实例第十章：电磁波的测量与实验技术10.1 电磁波的测量原理分析电磁波测量的基本方法，如直接测量、间接测量、网络分析等讨论测量仪器和设备的选择与使用10.2 实验技术介绍电磁波实验的基本步骤和方法，如实验设计、数据采集、结果分析等分析实验中可能遇到的问题和解决策略10.3 电磁波的测量与实验技术应用探讨电磁波测量与实验技术在科研、工程、教学等领域的应用和实例重点解析第一章：电磁场的基本概念重点：电荷与电场的性质，电场的概念和电场线，电场的叠加原理。
电磁场与电磁波技术
雷达测距：利用电磁波的反射和传播特性，测量目标距离
雷达测速：通过分析电磁波的多普勒效应，测量目标速度
无线电导航：利用无线电信号确定船只、飞机等物体的位置和航向
卫星导航系统：利用电磁波信号实现定位和导航
雷达导航：利用电磁波探测目标并进行定位
汇报人：
电磁场与电磁波技术
目录
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电磁场与电磁波的基本概念
电磁场与电磁波的应用
电磁场与电磁波的危害与防护
电磁场与电磁波的未来发展
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电磁场与电磁波的基本概念
电磁场是由电荷和电流产生的空间区域
电磁场包含电场和磁场两个分量
电磁波是电磁场中的波动现象，具有能量和动量
电磁波的传播速度等于光速
电磁波的传播速度等于光速
电磁波是由电磁场中的振荡电场和振荡磁场相互激发产生的
电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播
电磁波的频率越高，传播速度越接近于光速
波动性：电磁波具有波动性质，可以像水波一样传播。
粒子性：电磁波具有粒子性质，可以像光子一样传播。
传播速度：电磁波在真空中的传播速度为光速。
频率范围：电磁波的频率范围非常广泛，从低频到高频都有应用。
合理布局：合理规划电磁波发射源和接收器的布局，避免形成有害的电磁辐射环境。
电磁场与电磁波的未来发展
新型电磁材料的发展趋势：高效能、环保等
新型电磁材料的应用领域：通信、雷达、导航等
新型电磁材料的特点：高导电性、高磁导率等
新型电磁材料的种类：铁氧体、碳纳米管等
简介：高效电磁波吸收与反射材料在电磁场与电磁波技术中具有重要应用，能够有效地吸收和反射电磁波，降低电磁干扰和电磁辐射。
电磁场和电磁波
电磁场和电磁波是物理学中的两个基本概念。
电磁场和电磁波有什么区别？
电磁场
一般来说，电磁场是指彼此相关的交变电场和磁场。
电磁场是由带电粒子运动产生的一种物理场。
在电磁场中，磁场的任何变化都会产生电场，而电场的任何变化都会产生磁场。
这种交变电磁场不仅可以存在于电荷，电流或导体周围，还可以在空间中传播。
电磁场可以看作是电场与磁场之间的联系。
电场是由电荷产生的，磁场是由移动电荷产生的。
什么是电磁波
电磁场的传播构成电磁波。
也称为电磁辐射，例如，我们常见的电磁波是无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，X射线，r射线。
这些是电磁波，但是它们具有不同的波长。
其中，无线电波的波长最长，而R射线的波长最短。
另外，人眼可以接收到的电磁波长度通常在380至780 nm之间，这就是我们通常所说的可见光。
一般来说，只要物体本身的温度大于绝对零（即负273.15℃），除暗物质外，它
还会发出电磁波。
但是，没有物体的温度低于-273.15℃，因此可以说我们周围的物体发出电磁波。
电磁波以光速传播。
谁首先发现电磁波？从历史上看，电磁波最初是由詹姆斯·麦克斯韦（James Maxwell）在1865年预测的，然后在1887年至1888年被德国物理学家海因里希·赫兹（Heinrich Hertz）确认。
扩大：
第四版《电磁场和电磁波》是谢福芳，饶克金等人于2006年1月由高等教育出版社出版的书。
本书可作为普通电子院校电子信息，通信工程，信息工程等专业的电磁场和电磁波课程的教材，也可供工程技术人员参考。
电磁场与电磁波电子教案
电磁场与电磁波电子教案第一章：电磁场的基本概念1.1 电荷和电场介绍电荷的性质和分类解释电场的概念和电场线电场强度的定义和计算电场的叠加原理1.2 磁场和磁力介绍磁铁和磁性的概念解释磁场的概念和磁感线磁感应强度的定义和计算磁场的叠加原理1.3 电磁感应介绍法拉第电磁感应定律解释感应电动势和感应电流的产生电磁感应的实验现象和应用第二章：电磁波的基本性质2.1 电磁波的产生和传播介绍麦克斯韦方程组和电磁波的理论基础解释电磁波的产生和传播过程电磁波的波动方程和波长、频率、速度的关系2.2 电磁波的能量和动量介绍电磁波的能量密度和能量传递解释电磁波的动量和动量传递电磁波的辐射压和辐射阻力的概念2.3 电磁波的偏振和反射、折射介绍电磁波的偏振现象和偏振光的性质解释电磁波在介质中的反射和折射现象反射定律和折射定律的原理及应用第三章：电磁波的传播和辐射3.1 电磁波在自由空间中的传播介绍自由空间中电磁波的传播特性解释电磁波的辐射和天线原理电磁波的辐射强度和辐射功率的概念3.2 电磁波在介质中的传播介绍电磁波在介质中的传播规律解释介质的折射率和介电常数的概念电磁波在介质中的衰减和色散现象3.3 电磁波的辐射和天线原理介绍天线的分类和基本原理解释天线的辐射特性和发展电磁波的辐射模式和天线的设计方法第四章：电磁波的应用4.1 电磁波在通信技术中的应用介绍电磁波在无线通信中的应用解释无线电波的传播和传播损耗电磁波在移动通信和卫星通信中的应用4.2 电磁波在雷达技术中的应用介绍雷达技术的基本原理和组成解释雷达方程和雷达的探测距离电磁波在雷达系统和雷达导航中的应用4.3 电磁波在医疗技术中的应用介绍电磁波在医学影像诊断中的应用解释磁共振成像（MRI）的原理和应用电磁波在放射治疗和电磁热疗中的应用第五章：电磁波的防护和辐射安全5.1 电磁波的辐射和防护原理介绍电磁波的辐射对人体健康的影响解释电磁波的防护原理和防护措施电磁屏蔽和电磁兼容的概念5.2 电磁波的辐射标准和法规介绍国际和国内电磁波辐射的标准和法规解释电磁波辐射的限制和测量方法电磁波辐射管理的政策和监管措施5.3 电磁波的辐射安全和防护措施介绍电磁波辐射的安全距离和防护措施解释电磁波辐射的个人防护和公共场所的防护措施电磁波辐射的环保意识和公众宣传的重要性第六章：电磁波在电力系统中的应用6.1 电磁波在电力传输中的应用介绍高压输电线路中的电磁干扰问题解释输电线路的屏蔽和接地措施电磁波在特高压输电技术中的应用6.2 电磁波在电力系统监测与控制中的应用介绍电力系统中的电磁场监测和测量技术解释电磁波在电力系统状态监测和故障诊断中的应用电磁波在智能电网和分布式发电系统中的应用6.3 电磁波在电力设备中的影响及防护分析电磁波对电力设备的干扰和影响解释电磁兼容性设计在电力设备中的应用电磁波防护措施在电力设备中的实施方法第七章：电磁波在交通领域的应用7.1 电磁波在铁路交通中的应用介绍铁路信号系统和电磁波在信号传输中的应用解释铁路通信和列车无线通信系统中电磁波的应用电磁波在铁路自动控制系统中的应用7.2 电磁波在汽车交通中的应用介绍汽车电子设备和电磁波的应用解释车载通信系统和电磁波在车辆导航中的应用电磁波在智能交通系统中的应用7.3 电磁波在航空和航天领域的应用介绍电磁波在航空通信和导航中的应用解释电磁波在卫星通信和航天器通信中的应用电磁波在航空航天器中的其他应用，如雷达和遥感技术第八章：电磁波在工科领域的应用8.1 电磁波在电子工程中的应用介绍电磁波在无线电发射和接收中的应用解释电磁波在微波器件和天线技术中的应用电磁波在射频识别（RFID）技术中的应用8.2 电磁波在光电子学中的应用介绍电磁波在光纤通信中的应用解释电磁波在激光器和光电器件中的应用电磁波在光电探测和成像技术中的应用8.3 电磁波在生物医学领域的应用介绍电磁波在医学诊断和治疗中的应用解释电磁波在磁共振成像（MRI）和微波热疗中的应用电磁波在其他生物医学技术中的应用，如电疗和电磁屏蔽第九章：电磁波的环境影响和政策法规9.1 电磁波的环境影响分析电磁波对环境和生物的影响，如电磁辐射污染解释电磁波的环境监测和评估方法电磁波环境保护措施和可持续发展策略9.2 电磁波的政策法规介绍国际和国内关于电磁波辐射的政策法规解释电磁波辐射的标准和限制条件电磁波辐射管理的政策和监管措施9.3 电磁波的公众宣传和教育分析电磁波辐射的公众认知和误解解释电磁波辐射的安全性和健康影响电磁波辐射的公众宣传和教育方法第十章：电磁波的未来发展趋势10.1 新型电磁波技术和材料的研究介绍新型电磁波发射和接收技术的研究解释新型电磁波传输材料和超材料的研究进展电磁波技术在未来的应用前景10.2 电磁波在新型能源领域的应用介绍电磁波在太阳能和风能等新型能源领域的应用解释电磁波在智能电网和能源互联网中的应用电磁波在未来能源系统中的作用和挑战10.3 电磁波与物联网和大数据的结合分析电磁波在物联网通信中的应用解释电磁波在大数据传输和处理中的作用电磁波在未来物联网和大数据技术中的挑战和发展趋势重点和难点解析一、电磁场的基本概念：理解电荷、电场、磁场和磁力的基本性质，以及电磁感应的原理。
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”）。
2023年大学_微波技术与天线(王新稳著)课后答案下载
2023年微波技术与天线（王新稳著）课后答案下载2023年微波技术与天线（王新稳著）课后答案下载绪篇电磁场理论概要第1章电磁场与电磁波的基本概念和规律1.1 电磁场的四个基本矢量1.1.1 电场强度E1.1.2 高斯(Gauss)定律1.1.3 电通量密度D1.1.4 电位函数p1.1.5 磁通密度B1.1.6 磁场强度H1.1.7 磁力线及磁通连续性定理1.1.8 矢量磁位A1.2 电磁场的基本方程1.2.1 全电流定律：麦克斯韦第一方程1.2.2 法拉第一楞次(Faraday-Lenz)定律：麦克斯韦第二方程1.2.3 高斯定律：麦克斯韦第三方程1.2.4 磁通连续性原理：麦克斯韦第四方程1.2.5 电磁场基本方程组的微分形式1.2.6 不同时空条件下的麦克斯韦方程组1.3 电磁场的媒质边界条件1.3.1 电场的边界条件1.3.2 磁场的边界条件1.3.3 理想导体与介质界面上电磁场的边界条件1.3.4 镜像法1.4 电磁场的能量1.4.1 电场与磁场存储的能量1.4.2 坡印廷(Poyllfing)定理1.5 依据电磁场理论形成的电路概念1.5.1 电路是特定条件下对电磁场的简化表示1.5.2 由电磁场方程推导出的电路基本定律1.5.3 电路参量1.6 电磁波的产生——时变场源区域麦克斯韦方程的解 1.6.1 达朗贝尔(DAlembert)方程及其解1.6.2 电流元辐射的电磁波1.7 平面电磁波1.7.1 无源区域的时变电磁场方程1.7.2 理想介质中的均匀平面电磁波1.7.3 导电媒质中的均匀平面电磁波1.8 均匀平面电磁波在不同媒质界面的入射反射和折射 1.8.1 电磁波的极化1.8.2 均匀平面电磁波在不同媒质界面上的垂直入射 1.8.3 均匀平面电磁波在不同媒质界面上的斜入射__小结习题上篇微波传输线与微波元件第2章传输线的基本理论2.1 传输线方程及其解2.1.1 传输线的电路分布参量方程2.1.2 正弦时变条件下传输线方程的解2.1.3 对传输线方程解的讨论2.2 无耗均匀传输线的工作状态2.2.1 电压反射系数2.2.2 传输线的工作状态2.2.3 传输线工作状态的测定2.3 阻抗与导纳厕图及其应用2.3.1 传输线的匹配2.3.2 阻抗圆图的构成原理2.3.3 阻抗圆图上的特殊点和线及点的移动2.3.4 导纳圆图2.3.5 圆图的应用举例2.4 有损耗均匀传输线2.4.1 线上电压、电流、输入阻抗及电压反射系数的'分布特性 2.4.2 有损耗均匀传输线的传播常数2.4.3 有损耗均匀传输线的传输功率和效率__小结习题二第3章微波传输线3.1 平行双线与同轴线3.1.1 平行双线传输线3.1.2 同轴线3.2 微带传输线3.2.1 微带线的传输模式3.2.2 微带线的传输特性3.3 矩形截面金属波导3.3.1 矩形截面波导中场方程的求解3.3.2 对解式的讨论3.3.3 矩形截面波导中的TElo模3.3.4 矩形截面波导的使用3.4 圆截面金属波导3.4.1 圆截面波导中场方程的求解3.4.2 基本结论3.4.3 圆截面波导中的三个重要模式TE11、TM01与TE01 3.4.4 同轴线中的高次模3.5 光波导3.5.1 光纤的结构形式及导光机理3.5.2 单模光纤的标量近似分析__小结习题三第4章微波元件及微波网络理论概要4.1 连接元件4.1.1 波导抗流连接4.1.2 同轴线——波导转接器4.1.3 同轴线——微带线转接器4.1.4 波导——微带线转接器4.1.5 矩形截面波导——圆截面波导转接器4.2 波导分支接头……微波技术与天线（王新稳著）：内容简介本书是在作者三十多年教学及科研实践基础上编写而成的，系统讲述电磁场与电磁波、微波技术、天线的基本概念、理论、分析方法和基本技术。
电磁场与电磁波第5版王家礼答案
电磁场与电磁波第5版王家礼答案电磁场与电磁波第5版王家礼答案第一章电磁场和电磁波的基本概念1.1 什么是电磁场？电磁场是描述电荷运动影响的物理场。
它可以被看作是一种对空间的划分，并且在各个空间区域内具有不同的物理状态。
1.2 电磁场的基本方程式是哪些？电磁场的基本方程式包括：麦克斯韦方程组、库仑定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律等。
1.3 什么是电磁波？电磁波是由振动的电荷和振动的磁场所产生的波动现象。
它具有电场和磁场的相互作用，且在真空和各种介质中都能传播。
第二章静电场和静磁场2.1 什么是静电场？静电场是指当电荷分布不随时间变化、不产生磁场时，所产生的电场。
2.2 静电场的基本定律有哪些？静电场的基本定律包括库仑定律、电场线、电势能和电势。
2.3 什么是静磁场？静磁场是指当电荷分布不随时间变化，但产生了磁场时，所产生的磁场。
2.4 静磁场的基本定律有哪些？静磁场的基本定律包括安培环路定律、比奥萨伐尔定律和洛伦兹力定律。
第三章时变电磁场和电磁波的基本概念3.1 什么是时变电磁场？时变电磁场是指电荷分布随时间变化，且产生了磁场时，所产生的电磁场。
3.2 时变电磁场的基本方程式是哪些？时变电磁场的基本方程式是麦克斯韦方程组，包括麦克斯韦-安培定律、麦克斯韦-法拉第定律、法拉第感应定律和电场定律等。
3.3 什么是电磁波？电磁波是由振动的电荷和振动的磁场所产生的波动现象，它具有电场和磁场的相互作用，可以在真空和各种介质中传播。
3.4 电磁波的基本特征有哪些？电磁波的基本特征包括电场和磁场垂直于传播方向、具有可见光、红外线、紫外线、X射线和γ射线等不同频率和能量等。
第四章电磁波在真空和介质中的传播4.1 电磁波如何在真空中传播？电磁波在真空中传播速度等于光速，即299792458m/s。
4.2 介质是如何影响电磁波传播的？介质对电磁波的传播速度、方向和振动方向都有影响，介质内的电磁波速度取决于介质的介电常数和磁导率。
电磁场与电磁波的应用
电磁场与电磁波的应用0 引言电磁场与电磁波简介：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。
所以，本文主要研究电磁场与电磁波在生活中的多项应用，其中，将主要研究电能的无线传输技术。
1 电磁场与电磁波理论的建立在电磁学发展的早期，人们认识到带电体之间以及磁极之间存在作用力，而作为描述这种作用力的一种手段而引入的"场"的概念，并未普遍地被人们接受为一种客观的存在。
现在人们已经认识清楚，电磁场是物质在一种形态，它可以和一切带电物质相互作用，产生出各种电磁现象。
电磁场本身的运动服从波动的规律。
这种以波动形式运动变化的电磁场称为电磁波。
库仑定律揭示了电荷间的静电作用力与它们之间的距离平方成反比。
安培等人又发现电流元之间的作用力也符合平方反比关系，提出了安培环路定律。
基于这与牛顿万有引力定律十分类似，泊松、高斯等人仿照引力理论，对电磁现象也引入了各种场矢量，如电场强度、电通量密度（电位移矢量）、磁场强度、磁通密度等，并将这些量表示为空间坐标的函数。
但是当时对这些量仅是为了描述方便而提出的数学手段，实际上认为电荷之间或电流之间的物理作用是超距作用。
直到法拉第, 他认为场是真实的物理存在, 电力或磁力是经过场中的力线逐步传递的，最终才作用到电荷或电流上。
他在1831 年发现了著名的电磁感应定律，并用磁力线的模型对定律成功地进行了阐述。
1846 年, 法拉第还提出了光波是力线振动的设想。
法拉第提出的电磁感应定律表明，磁场的变化要产生电场。
工程电磁场与电磁波基础
工程电磁场与电磁波基础1.引言1.1 概述工程电磁场与电磁波是人类在工程领域中广泛应用的重要概念和技术。
电磁场是指由电荷所产生的电场和磁场的总体表现，它对于我们的日常生活和各个工程领域都具有重要的影响。
电磁波则是电磁场以波动形式传播的现象，其传播特性和应用广泛用于通信、雷达、无线电等工程技术中。
在大多数工程项目中，了解和控制电磁场的特性是至关重要的。
工程电磁场的基础理论包括电场和磁场的概念和特性。
电场是由电荷所产生的力场，它对电荷施加力的作用。
而磁场则是由电流所产生的力场，它对电荷和电流施加力的作用。
了解电磁场的特性可以帮助工程师们设计和优化电路、电机、电磁防护等各种设备和系统。
电磁场的产生和传播是工程电磁场基础的重要内容。
电磁场的产生可以通过电荷的分布或电流的流动来实现。
当电荷或电流发生变化时，电磁场会随之发生变化。
电磁场的传播是指电磁场能量在空间中传递的过程。
电磁波是一种特殊的电磁场传播形式，它以波动的方式传播，并具有特定的频率和波长。
电磁波在空间中传播速度恒定，且不需要介质介入，因此可以在真空中传播。
电磁波作为电磁场的一种表现形式，其基础理论包括电磁波的概念和特性。
电磁波是由电场和磁场相互耦合而形成的波动现象。
电磁波的传播特性与其频率和波长密切相关，不同频率和波长的电磁波在空间中的传播特性和应用也不同。
电磁波广泛应用于无线通信、广播电视、雷达探测等领域，为人们的生活和工程技术提供了便利。
通过对工程电磁场和电磁波的研究和应用，我们可以更好地理解电磁现象，优化工程设计，提高工程技术的效率和可靠性。
同时，深入了解工程电磁场和电磁波对工程领域的影响，可以为解决工程问题和推动工程技术的发展提供更有效的方法和手段。
因此，对工程电磁场与电磁波的基础理论和应用具有重要的研究价值和实际意义。
1.2文章结构文章结构部分应该简要介绍整篇文章的结构和各个章节的主要内容。
具体内容如下：文章结构：本文将主要分为三个部分，分别是引言、正文和结论。
电磁场与电磁波的基本概念
电磁场与电磁波的基本概念电磁场和电磁波是物理学中非常重要的概念，对于我们理解电磁现象和应用电磁技术有着至关重要的作用。
本文将从电磁场和电磁波的基本概念入手，探讨它们的特性和应用。
一、电磁场的概念电磁场是由电荷和电流所产生的一种物理现象。
我们知道，电荷之间的相互作用通过电场来实现，而电流则通过磁场来实现。
电磁场则是电场和磁场的统一体，它们相互作用，相互影响。
电磁场具有一些基本特性。
首先，电磁场是无处不在的，它存在于我们周围的每一个空间点。
其次，电磁场具有传播性，它可以在空间中传播。
最后，电磁场具有能量和动量，可以对物质产生作用。
电磁场的描述可以使用电场强度和磁感应强度来进行。
电场强度描述了电荷对周围空间的作用，磁感应强度描述了电流对周围空间的作用。
它们都是矢量量，具有大小和方向。
二、电磁波的概念电磁波是由电磁场所产生的一种波动现象。
当电磁场发生变化时，就会产生电磁波。
电磁波是一种横波，它的振动方向与传播方向垂直。
电磁波具有一些基本特性。
首先，电磁波是一种自由空间中的波动现象，不需要介质的存在。
其次，电磁波具有传播性，可以在空间中传播。
最后，电磁波具有波长、频率和速度等特性。
电磁波的波长和频率之间存在着一定的关系，即波速等于波长乘以频率。
在真空中，电磁波的速度是一个常数，即光速，约为3×10^8米/秒。
三、电磁场与电磁波的关系电磁场和电磁波是密不可分的。
电磁波是电磁场的一种表现形式，电磁场的变化会产生电磁波的传播。
电磁波是由电场和磁场相互耦合产生的。
当电场发生变化时，磁场也会发生变化，从而产生磁场的传播；当磁场发生变化时，电场也会发生变化，从而产生电场的传播。
这种电场和磁场的相互转换和传播形成了电磁波。
四、电磁场与电磁波的应用电磁场和电磁波的应用非常广泛。
电磁波是我们日常生活中使用的无线通信技术的基础，如手机、无线网络等。
电磁波还被广泛应用于雷达、卫星通信等领域。
电磁场的应用也非常广泛。
电磁场可以用于电力传输和电能转换，如变压器、发电机等。
《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
电磁场与电磁波1. 介绍电磁场与电磁波是物理学中的重要概念。
它们描述了电荷和电流产生的电磁相互作用，以及电磁波的传播性质。
本文将介绍电磁场与电磁波的基本概念、性质和应用。
2. 电磁场电磁场是由电荷和电流产生的一种物理场。
在经典物理学中，电场和磁场被分开描述，但是在相对论性电磁学中，它们被统一为电磁场。
电磁场可以通过电场强度和磁场强度来描述。
2.1 电场强度电场强度描述了电荷对周围空间的影响。
在某一点上，电场强度的大小与电荷的量成正比，与离电荷的距离成反比。
电场强度的单位是牛顿/库仑。
2.2 磁场强度磁场强度描述了电流对周围空间的影响。
它是一个矢量场，指示了某一点上磁场的方向和大小。
磁场强度的单位是特斯拉。
2.3 麦克斯韦方程组电磁场的行为可以由麦克斯韦方程组来描述。
该方程组包含四个方程，分别是高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和安培环路定律。
这些方程描述了电磁场的产生和传播规律。
3. 电磁波电磁波是电磁场的一种传播形式。
它是由振荡的电场和磁场组成的波动，可以在真空和介质中传播。
根据波长和频率的不同，电磁波可以分为不同的类型，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
3.1 光速与电磁波根据麦克斯韦方程组，电磁波的传播速度等于光速，在真空中为299,792,458米/秒。
这表明光是一种电磁波，而光速是宇宙中的极限速度。
3.2 光谱光谱是将电磁波按频率或波长进行分类的图谱。
它包含了从无线电波到γ射线的所有电磁波类型。
光谱的研究帮助我们了解物质的组成和性质。
3.3 应用电磁波在生活中有广泛的应用。
无线通信、雷达、微波炉、卫星通信、医学影像、激光技术等都依赖于电磁波的特性。
此外，电磁波还在天文学中起到重要的作用，我们能够通过探测电磁波来观测遥远的星系和宇宙现象。
4. 结论电磁场与电磁波是物理学中重要的概念。
它们描述了电荷和电流的相互作用，以及电磁波的传播性质。
电磁场和电磁波的研究不仅对于理解物质结构和宇宙现象有重要意义，也推动了许多重要的科学和技术进展。
电磁场与电磁波第四版
电磁场与电磁波第四版引言《电磁场与电磁波》是一本经典的电磁学教材，被广泛应用于大学电子信息类专业的教学。
本书第四版对前三版进行了全面修订和更新，并添加了一些新的内容，以便更好地满足读者的需求。
本文将介绍《电磁场与电磁波第四版》的主要内容，并对其中涉及的一些重要主题进行简要概述。
主要内容第一章：电磁场的基本概念本章介绍了电磁场的基本概念，包括电场和磁场的定义、电场强度、磁感应强度等基本量的引入，并通过一些简单的例子来解释这些概念。
第二章：电磁场的基本规律本章介绍了电磁场的基本规律，包括电场和磁场的基本方程、电场和磁场的高斯定律、安培环路定理等。
通过这些规律，读者可以深入理解电磁场的本质和特性。
第三章：静电场本章主要讨论静电场的性质和特点，包括静电场的产生、电势、电场强度分布等。
此外，还介绍了一些与静电场相关的重要定理，如电势差定理、电场强度叠加原理等。
第四章：静电场的应用本章介绍了静电场在工程和科学中的应用，包括静电场的能量和能量密度，以及静电场在电容器和电磁屏蔽中的应用。
第五章：恒定电流本章讨论了恒定电流的概念和性质，包括导体中的电流分布、欧姆定律、电阻和电阻器等。
此外，还介绍了一些与恒定电流相关的重要定理，如基尔霍夫定律和焦耳定律。
第六章：恒定磁场本章主要讨论恒定磁场的性质和特点，包括磁场的产生、磁力、磁感应强度等。
此外，还介绍了一些与恒定磁场相关的重要定理，如比奥-萨伐尔定律、洛伦兹力和安培环路定理等。
第七章：电磁感应本章介绍了电磁感应的基本原理和应用，包括法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感和互感等。
此外，还介绍了一些与电磁感应相关的重要概念，如感应电动势和感应电磁力。
第八章：交流电路本章主要讨论交流电路的性质和特点，包括交流电源、交流电路中的电压和电流关系、交流电路的频率等。
此外，还介绍了一些与交流电路相关的重要定理，如波形和相位关系等。
结语本文简要介绍了《电磁场与电磁波第四版》的主要内容。
电磁场与电磁波 课件
国际非电离辐射防护委员会（ ICNIRP）制定了电磁辐射的安全标 准，限制了公众暴露在特定频率和强 度的电磁场中的最大容许暴露量。
各国标准
不同国家和地区根据自身情况制定了 相应的电磁辐射安全标准，以确保公 众的健康安全。
电磁波的防护措施
远离高强度电磁场
尽量减少在高压线、变电站、雷 达站等高强度电磁场区域的停留
射电望远镜是射电天文学的主要观测设备，可以接收来自宇宙的微弱射电信号。
射电天文学的发展对于人类认识宇宙、探索宇宙奥秘具有重要意义。
电磁波探测与成像
电磁波探测与成像技术利用电磁波的 特性，实现对物体内部结构的探测和 成像。
电磁波探测与成像技术对于医学诊断 、无损检测等领域具有重要意义。
医学上常用的超声波、核磁共振等技 术都是基于电磁波的探测与成像原理 。
这些物理量在电磁场与物质相互作用中起着重要作用，例如在光子与物 质的相互作用中，光子的能量和动量会与物质的能量和动量发生交换。
06
电磁场与电磁波的计算机模 拟
时域有限差分法（FDTD）
总结词
一种用于模拟电磁波传播的数值方法，通过在时域上逐步推进电磁场的变化来求解波动 方程。
详细描述
时域有限差分法（FDTD）是一种基于麦克斯韦方程组的数值计算方法，通过将电磁场 分量在空间和时间上交替离散化，将波动方程转化为差分方程，从而在计算机上实现电 磁波传播过程的模拟。这种方法在计算电磁波传播、散射、吸收等过程中具有广泛的应
磁场
磁Hale Waihona Puke 和电流周围存在的一种特殊 物质，对其中运动的磁体和电流 施加力。
电磁场与电磁波的产生
1 2
3
变化的电场产生磁场
根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场在其周围产生磁场 。
电路中的电磁场和电磁波
电路中的电磁场和电磁波电路是现代科技中非常重要的一部分，我们生活中的各种电子设备、通讯设备等都离不开电路的支持。
而电路中的电磁场和电磁波更是电路运行的基础和关键。
本文将从电磁场和电磁波的概念、特性以及在电路中的应用方面进行论述。
一、电磁场的概念和特性电磁场是电荷、电流或者变化的磁场所产生的一种物理场。
它由电场和磁场组成，两者相互作用并相互影响。
电场是由电荷产生的，它有正负之分，是一种具有电荷性质的物质周围的物理场。
而磁场则是由电流或者变化的磁场产生的，它没有正负之分，是一种具有磁性质的物质周围的物理场。
电磁场具有以下几个特性：1. 电磁场的作用范围无穷大，能够传递和辐射能量；2. 电磁场可以相互转化，电场可以产生磁场，磁场也可以产生电场；3. 电磁场遵循麦克斯韦方程组，是一种基本的物理规律；4. 电磁场是通过相互作用传递信息和能量的媒介。
二、电磁波的概念和特性电磁波是电磁场传播的一种方式，是电场和磁场相互耦合并在空间中传播的波动现象。
电磁波是一种横波，其传播速度为光速。
电磁波具有以下几个特性：1. 电磁波是一种无线的传播方式，可以在真空和介质中传播；2. 电磁波可以按波长进行分类，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等；3. 电磁波的传播速度为光速，为常数；4. 电磁波具有波粒二象性，既可以看作是波动也可以看作是粒子。
三、电磁场和电磁波在电路中的应用1. 电磁场在电路中的应用：电磁场在电路中的应用非常广泛，主要体现在电感和电容器这两种被动元件中。
电感是利用电磁感应产生电动势的元件，电路中的电感通过电磁场的变化来储存和释放能量，起到滤波、隔离等作用。
而电容器则是利用电磁场的积蓄效应来储存和释放电荷，使得电路中的电压稳定并满足一定的时序要求。
2. 电磁波在电路中的应用：电磁波在电路中的应用主要体现在通信领域。
无线电通信、红外线通信、光纤通信等都是基于电磁波的传播原理来进行信息传递。
电磁场与电磁波的基本概念与特性
电磁场与电磁波的基本概念与特性电磁场和电磁波是电磁学领域中的两个重要概念，它们在物理学和工程学的许多领域中扮演着关键的角色。
本文将介绍电磁场和电磁波的基本概念，并探讨它们的特性。
一、电磁场的概念与特性电磁场是由电荷和电流所产生的力场，它包括电场和磁场两个组成部分。
电场是由电荷所产生的力场，它可以通过电荷的静电作用来描述。
磁场是由电流所产生的力场，它可以通过电流的磁性作用来描述。
电场和磁场是相互关联的，在空间中存在一个物理量称为电磁场强度，它可以同时描述电场和磁场的强弱和方向。
根据麦克斯韦方程组，电磁场可以通过电荷和电流产生，并且在空间中以波动形式传播。
电磁场的特性主要包括以下几点：1. 相互作用性：电磁场具有相互作用的性质，电场中的电荷受到电场力的作用，磁场中的电流受到磁场力的作用。
这种相互作用性使得电磁场可以在空间中传递能量和动量。
2. 传播性：电磁场以电磁波的形式在空间中传播。
电磁波是电场和磁场的联合振动，具有特定的频率和波长，可以在真空中传播，速度等于光速。
3. 线性叠加性：电磁场满足线性叠加原理，即多个电磁场的叠加等于各个电磁场分别作用时的独立效果之和。
这个原理在电磁场的计算和分析中十分重要。
二、电磁波的概念与特性电磁波是电磁场以波动形式在空间中传播的现象。
它由电场和磁场的振动联合形成，具有特定的频率和波长，可以携带能量和信息。
电磁波的特性可以用以下几个方面来描述：1. 频率和波长：电磁波的频率指的是在一定时间内电磁场振动的次数，单位为赫兹；波长指的是电磁波在一定时间内传播的距离，单位为米。
频率和波长之间满足频率乘以波长等于光速的关系。
2. 能量和动量：电磁波携带能量和动量，在空间中传播时可以将能量和动量传递给其他物体。
这种特性使得电磁波在通信、能量传输等领域有着重要的应用。
3. 偏振性：电磁波具有偏振性，即电场和磁场的振动方向垂直于传播方向。
根据电场和磁场振动方向的相对关系，可以将电磁波分为横波和纵波两种类型。
电磁场与电磁波的基本理论和工程应用
电磁场与电磁波的基本理论和工程应用电磁场和电磁波是电磁学的基础概念，其理论和应用在现代科技社会中起着重要作用。
本文将详细介绍电磁场和电磁波的基本理论以及其在工程应用中的具体情况。
一、电磁场的基本理论1.1 电磁场的概念电磁场是一种存在于空间中的物理现象，描绘了电荷和电流的相互作用过程。
它由电场和磁场两部分组成，具有方向强度和传播速度等特性。
1.2 电磁场的数学表达电磁场的数学表达主要是通过麦克斯韦方程组来描述。
麦克斯韦方程组包括四个方程，分别是高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和法拉第电磁感应第二定律。
1.3 电磁场的特性电磁场有许多特性，其中包括：- 有源性：电磁场的产生需要带电粒子或电流作为能量源。
- 传播性：电磁场可以在空间中传播，并以光速的速度传递信息。
- 叠加性：多个电磁场可以叠加形成新的电磁场。
- 势能性：电磁场可以与电荷相互转化，从而进行能量的传递。
二、电磁波的基本理论2.1 电磁波的概念电磁波是由电磁场在空间中传播形成的一种波动现象。
它由电场和磁场的相互作用引起，具有电磁场的传播速度和特性。
2.2 电磁波的产生和传播电磁波的产生主要是通过加速带电粒子或振荡电流来实现的。
一旦电磁波产生后，它会以电磁场的形式在空间中传播，直到被吸收或衰减。
2.3 电磁波的分类根据波长和频率的不同，电磁波可以分为不同的分类，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
三、电磁场和电磁波的工程应用3.1 通信技术电磁场和电磁波在通信技术中起着关键作用。
无线电波和微波被广泛应用于无线通信和卫星通讯领域，可实现远距离的信息传输。
3.2 雷达技术雷达技术利用电磁波进行探测和测距，广泛应用于航空、军事等领域。
雷达可实现对目标的探测、定位和跟踪，具有重要意义。
3.3 高频加热技术高频加热技术是利用电磁场的能量将物体加热到所需温度。
它在工业生产中广泛应用于熔融金属、加热塑料等领域。
3.4 医学诊断技术电磁波在医学诊断技术中也有重要应用。
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。
大学物理教案：电磁场与电磁波的基本特性
大学物理教案：电磁场与电磁波的基本特性导论在学习物理学的过程中，电磁场和电磁波是其中最重要的两个概念之一。
我们身边的电子设备、无线通信、光学现象等都离不开电磁场和电磁波的作用。
本教案将对电磁场与电磁波的基本特性进行介绍和探讨，帮助大家深入理解这些概念，并能应用于实际问题解决中。
一、电磁场的概念及基本特性1.1 什么是电磁场？电磁场是由电荷在空间中产生的物理场，它具有物质无形、能量传递、相互作用等特性。
电荷会在周围产生电场，而电场又会影响周围的电荷和物质。
当电荷在运动时，除了产生电场外，还会产生磁场，二者相互作用，形成电磁场。
1.2 电磁场的量纲及单位电磁场的量纲为“电流密度”，单位为安培/米（A/m）。
1.3 电磁场的基本性质电磁场具有以下基本性质：•趋肤效应：在导体表面，电磁场主要分布在导体表面附近。
•波动性：电磁场可以以波动的方式传播，在空间中形成电磁波。
•叠加原理：多个电磁场可以线性叠加，形成新的电磁场。
二、电磁波的概念及基本特性2.1 什么是电磁波？电磁波是由电场和磁场实时传输能量的现象，它可以沿着空间中的特定方向传播。
电磁波的传播速度为光速，即299792458米/秒。
2.2 电磁波的分类根据频率的不同，电磁波可以分为多个不同的分类。
常见的有以下几种：•射电波：频率低于3×10^9赫兹（Hz），波长大于10厘米。
•微波：频率介于3×109赫兹（Hz）到3×1012赫兹（Hz）之间，波长为1毫米至1米。
•红外线：频率介于3×1012赫兹（Hz）到4.3×1014赫兹（Hz）之间，波长为1微米至750纳米。
•可见光：频率介于4.3×1014赫兹（Hz）到7.5×1014赫兹（Hz）之间，波长为750纳米至400纳米。
•紫外线：频率介于7.5×1014赫兹（Hz）到3×1017赫兹（Hz）之间，波长为400纳米至10纳米。
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电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
意义
爱因斯坦在自传中说：“在我求学的 时代，最吸引人的题目就是麦克斯韦
的理论”，“特殊的相对论起源于麦
克斯韦的电磁场方程”
1931年，在纪念麦克斯韦诞生100周年时，爱因斯坦把麦克斯韦的
电磁场贡献评价为“自牛顿时代”以来物理学所经历的最深刻最有 成效的变化
E H
15
k
电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
波动
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电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
一维波，二维波与三维波
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电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
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电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
– 基于电磁波理论针对某一问题作深入的分析
– 事先列提纲，经过教师同意 – 格式严格按要求（网上下载模板）
课堂演示（演讲）
– 针对课堂上的概念理解、习题解答作阐述 – 自制多媒体演示 – 5-10分钟 – PPT讲稿事先经老师确认
4
电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
= 2f，称为角频率，单位是弧度/秒（rad/s）。
1 ，单位为赫兹（Hz）。 T 2π
表示2时间长度内包含的时间周期数。
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电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
空间域中看波
固定时间t，观察A随z的变化
A z, t A0 cos t kz
通讯
定位
高功率微波
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应用
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电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
微波炉使白炽灯发光
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电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
电磁运动三大特点
电磁波有能量 电磁波从一点传播到另一点有时间延迟，即电磁波以一定速度传播， 其传输速度等于光速。 在线性介质中，电磁波传播满足线性叠加定理。
测验、考试
– 测验一（闭卷），第1、3章 – 期中考试（一纸开卷）， 第1-4章 – 测验二（闭卷）， 第5、6章 – 期末考试（开卷，只能带课本），第1-8章
3
电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
专题研究、课堂演示（演讲）
专题研究
– 针对某一电磁学概念作深入的阐述
三
t = 0, /2, （或t = 0, T/4, T/2) 个时刻A随空间z的变化。
A在z方向也是周期变化的。
相位变化2的距离称为波长，即
k 2π , 由此得到
2π k
k为2距离内包含的波数，或2距离 内包含的空间周期数，即 2π
k
空间域中波长λ、波数k与时间域中周 期T、角频率是等价的。
t kz 0
则表示沿–z方向传播的波。 表示波动的两个主要参数由激励 波的振荡源频率决定。
在已知的情况下，描述波特征的
物理量主要是波的传播常数k，它 决定了波的波长及波传播的速度。
dz v dt k
k
2π
27
2πf
v fλ
电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
加分（最高6分）
– 专题研究
– 课堂演示（演讲）
6
电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
成绩覆盖
期中考试成绩可覆盖测验一成绩 期末考试成绩可覆盖期中考试和二次测验成绩
例：
– 某同学测验一80分，期中考90分，则第一次测验也按90分记
– 某同学测试一80分，期中考90分，测试二85分，期末考95分，则四次成 绩均按95分记
称为角频率
k 称为波的传播常数
2 f k c c
（t–kz + 0）称为波的相位
2
0 称为波的初相
20
电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
纵波与横波
电磁波是横波
21
电磁场与电磁波 Βιβλιοθήκη 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
传播方向
14
电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
EM anywhere anytime
任何时候、任何地方都有电磁场与电磁波 人类社会、人们生活离不开电磁场与电磁波 信息时代更离不开电磁场与电磁波 网络上的信息都是通过电磁波这个载体传播的
From Your Kitchen to the Edges of the Universe
1.25 1827
0.8 2740
0.6 4060
0.4 6080
0.3 80100
1.67- 1.11- 0.75- 0.5- 0.375 1.11 0.75 0.5 0.375 -0.3
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电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
应用
雷达 导弹制导 相控阵雷达 电子战
1820年，丹麦科学家Hans Christian Øersted 发现当 移动一根通电流的电线靠近罗盘磁针时，磁针转动
之后，Michael Faraday、Joseph Henry等做了详细
研究
1777~1861
1791-1867
1797 -1878
10
电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
电磁波可以用波长或频率区分
频率常用单位 名 称 千赫（kilohertz） 兆赫（megahertz） 吉赫（gigahertz） 太赫（Terahertz） 皮赫（Petahertz） 简 写 kHz MHz GHz THz PHz 与 Hz 的关系 103 106 109 1012 1015
波长常用单位 名 称 千米（kilometre） 毫米（millimetre） 微米（micrometre） (or micron) 纳米（nanometre）
– 一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程
传输线理论
– 场的问题转化为路的问题
电磁波的传播特性
– 在各种介质中的传播
– 在波导中的传播
– 反射 、折射、透射
谐振器和天线
2
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作业、测验、考试
作业
– 次周二上课前（8：00前）交。迟交将扣分。
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电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
雷达波段代号
代号 标称 波长 cm 频率 范围 GHz 波长 范围 cm L S C X Ku K Ka U V W
22 12 3015
10 24 157.5
5 48 7.53.75
3 812 3.752.5
2 1218 2.51.67
电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
11120010 电磁场与电磁波
电磁场与电磁波的基本概念
章献民
zhangxm@ 2012年2月14日星期二
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电磁场与电磁波 · 第一讲 电磁场与电磁波的基本概念 · 章献民
课程简介
讲述电磁运动的基本规律及其应用。 麦克斯韦方程组
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波的速度
设想有一个人站在波峰上，此人 随着波峰前进的速度即波的速度，
Az, t A0 cost kz 0
这就要求cos(t–kz)是常数，或者
波的相位是常数：t–kz = 常数 所以波传播速度就是
示了光现象和电磁现象之间的联系 1873年出版了科学名著《A Treatise of Electricity and Magnetism》， 系统、全面、完美地阐述了电磁场理论，这一理论成为经典物理学的 重要支柱之一
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赫兹实验装置
意义
20世纪著名物理学家 Richard Feynman （1918-1988） 评价 Maxwell的贡献：
“From a long view of the history of mankind, seen from, say, ten thousand years from now, there can be little doubt that the most significant event of the 19th century will be judged as Maxwell’s discovery of the laws of electrodynamics.”
课程网址
/em01
/zhangxm/645607.html
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成绩评定
平时表现20％（作业，课堂表现，出勤率） 二次测验20% 期中考试20% 期末考试40％
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波长
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时间域中看波
固定于空间某一点，比如z = 0，观察A(0, t)随时间的变化。 A随t作周期变化，相位变化2的时间叫周期T，即T = 2 频率 f
– 某同学测试一80分，期中考90分，测试二85分，期末考88分，则四次成