电磁场理论第一周课件优秀课件
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电磁场理论第一周课件
绪论
• 电磁场理论发展简介
– 静电的发现、产生到研究（公元前6世纪－1785年， 共2400年）
– 动电的发明与电磁感应的发现及应用（1800－1889， 共90年）
– 无线电的发明与电子技术的发展（1890－1980，共 90年）
– 计算机与信息时代（1980－今，共30年）
无线电的发明与电子技术的发展
（1890－1980，共90年）
• 1883年美国爱迪生（Edison）效应。1887年德国赫兹 （Hertz）电磁波实验。1895年俄国波波夫（Попов）和 1896年意大利马可尼（Marconi）发明无线电报，进入无 线电时代。1904年美国弗莱明（Fleming）发明电子二极 管。1906年美国福雷斯特（Forest）发明电子三极管，进 入电子时代。1946年美国电子计算机（ENIAC）。1948 年美国巴丁（Bardeen）、肖克莱（Shockley）、布拉坦 （Brattain）发明晶体管。1957年苏联发射人造地球卫星。 1958年美国基尔比（Kilby）、仙童公司的集成电路。 1960年美国梅曼（Mamann）发明激光器。1970年后是 大规模和超大规模集成电路。这期间即20世纪前大半期是 以核能、飞机、化工为代表的第三次工业革命──化工时 代。
《电磁场理论》的基本内容
• **1. 静电场; • 2. 稳恒电流的电场与磁场; • **3. 静态场的解法; • *4. 时变电磁场; • **5. 电磁波的传播; • *6. 电磁波的辐射; • 7. 狭义相对论。
电磁场理论各部分内容之间的关系
电磁波的传播
电磁波 时变电磁场
电磁波的辐射 狭义相对论Leabharlann Baidu
无线电的发明与电子技术的发展 （1890－1980，共90年）
• 19世纪末的三大发明，即1895年德国的伦琴（Rntgen） 射线、1896年法国贝克勒尔（Becquerel）和居里（Curie） 夫妇的放射性及1897年英国汤姆逊（Thomson） 发现电 子，加速了科技进步。20世纪初建立了现代物理学两大理 论体系，即1905、1916年爱因斯坦（Einstein）发表相对 论；1924～1926年，奥地利薛定谔（Schrdinger）、荷 兰海森堡（Heisenberg）、德国泡利（Pauli）和英国狄 拉克（Dirac）确立量子力学。现代六大科技，即1945年 原子能技术、1946年计算机技术、1948年电子与微电子 技术、1957年空间技术、1960年激光技术，还有生物技 术，其中五大科技与我们有关。现代科技的三大支柱是能 源*、材料、信息。
动电的发明与电磁感应的发现及应 用（1800－1889，共90年）
• 1780年意大利加伐尼（Galvani）发现青蛙的“生物电”。 1800年意大利伏特（Volta）发明伏特电池。1820年丹麦奥斯 特（Oersted）发现电流的磁效应；法国毕奥－萨伐尔（BiotSavart）定律；德国安培（Ampere）定律。1822年德国塞贝 克（Seebeck）发现热电效应。1826年德国欧姆（Ohm）定律。 1831年英国法拉第（Faraday）和美国亨利（Henry）发现电 磁感应。1833年俄国楞次（Lenz,Ленц）定律。1834年俄国雅 可比（Jacobi, Якоби）发明电动机。1843年英国焦耳（Joule） 发现电热效应。1847年德国基尔霍夫（Kirchhoff）定律。1864 年英国麦克斯韦（Maxwell）确立电磁理论，预言电磁波。 1867年德国西门子（Siemens）造自激发电机。1876年俄国亚 布洛契可夫（Яблочков）造变压器。1889年俄国多里沃－多 布罗夫斯基（Доливо－Добровольский）确立三相制，导致 以电力、钢铁为代表的第二次工业革命──电气时代。
静态场的解法 静 电 场 稳恒电场 稳恒磁场
• 学习电磁场理论的方法
– 《电磁场理论》的基本内容 – 电磁场理论各部分内容之间的关系
第一章 矢量分析
• 矢量及其代数运算 • 标量场的梯度及矢量场的散度和旋度 • 积分定理 • 广义正交坐标系
静电的发现、产生到研究（公元前6 世纪－1785年，共2400年）
• 公元前585年希腊泰勒斯（Thales）发现摩擦的琥珀吸物， 磁石吸铁。公元前300年春秋“ 管子”记载“磁石召铁， 琥珀拾芥”。战国造司南勺；1100年宋朝有船用指南针， 沈括发现地磁偏角；1405年明朝郑和的船用指南针成熟。 1600年英国吉伯（Gilbert）定性研究静电与 磁性。1672 年德国盖利克（Guericke）发明摩擦起电机。1729年英国 格雷（Gray）发现导体与绝缘体。1745年荷兰穆欣布罗 克（Musschenbrock）发明储电的莱顿瓶。1752年美国富 兰克林（Franklin）风筝实验。1754年美国戴卫斯 （Divisch）造出避雷针。1785年法国库仑（Coulomb） 用扭秤实验确定库仑定律；此后德国高斯（Gauss）完成 高斯定律。这期间1782年英国瓦特（Watt）发明的蒸汽机 导致以纺织、机械为代表的第一次工业革命──机械时代。
• *能源：热电（热电偶、核能、地热能），机电（压电、 水能、风能、潮汐能），化电（电池、沼气、氢气），光 电（太阳能），生物电（电鱼、脑电波、植物液电动势）， 雷电等。
计算机与信息时代（1980－今，共20年）
• 1980年后进入以计算机为代表的第四次产业革命 ──信息时代，包括光纤通信、卫星通信、计算机 网络通信和移动通信在内的现代通信技术、激光 技术、遗传工程，还有新材料、新能源。1993年 美国提出信息高速公路。信息时代的发展方向是 三网（电话网、有线电视网、国际互联网）合一。 21世纪的主导产业是信息产业（软件产业、计算 机产业、网络服务和信息安全技术）和生物产业 （无污染的绿色工程、基因工程、生物信息工程、 天然源药物工程、精准与生态农业）。现代通信 是信息产业的排头兵。信息时代是一个知识经济 的时代。
绪论
• 电磁场理论发展简介
– 静电的发现、产生到研究（公元前6世纪－1785年， 共2400年）
– 动电的发明与电磁感应的发现及应用（1800－1889， 共90年）
– 无线电的发明与电子技术的发展（1890－1980，共 90年）
– 计算机与信息时代（1980－今，共30年）
无线电的发明与电子技术的发展
（1890－1980，共90年）
• 1883年美国爱迪生（Edison）效应。1887年德国赫兹 （Hertz）电磁波实验。1895年俄国波波夫（Попов）和 1896年意大利马可尼（Marconi）发明无线电报，进入无 线电时代。1904年美国弗莱明（Fleming）发明电子二极 管。1906年美国福雷斯特（Forest）发明电子三极管，进 入电子时代。1946年美国电子计算机（ENIAC）。1948 年美国巴丁（Bardeen）、肖克莱（Shockley）、布拉坦 （Brattain）发明晶体管。1957年苏联发射人造地球卫星。 1958年美国基尔比（Kilby）、仙童公司的集成电路。 1960年美国梅曼（Mamann）发明激光器。1970年后是 大规模和超大规模集成电路。这期间即20世纪前大半期是 以核能、飞机、化工为代表的第三次工业革命──化工时 代。
《电磁场理论》的基本内容
• **1. 静电场; • 2. 稳恒电流的电场与磁场; • **3. 静态场的解法; • *4. 时变电磁场; • **5. 电磁波的传播; • *6. 电磁波的辐射; • 7. 狭义相对论。
电磁场理论各部分内容之间的关系
电磁波的传播
电磁波 时变电磁场
电磁波的辐射 狭义相对论Leabharlann Baidu
无线电的发明与电子技术的发展 （1890－1980，共90年）
• 19世纪末的三大发明，即1895年德国的伦琴（Rntgen） 射线、1896年法国贝克勒尔（Becquerel）和居里（Curie） 夫妇的放射性及1897年英国汤姆逊（Thomson） 发现电 子，加速了科技进步。20世纪初建立了现代物理学两大理 论体系，即1905、1916年爱因斯坦（Einstein）发表相对 论；1924～1926年，奥地利薛定谔（Schrdinger）、荷 兰海森堡（Heisenberg）、德国泡利（Pauli）和英国狄 拉克（Dirac）确立量子力学。现代六大科技，即1945年 原子能技术、1946年计算机技术、1948年电子与微电子 技术、1957年空间技术、1960年激光技术，还有生物技 术，其中五大科技与我们有关。现代科技的三大支柱是能 源*、材料、信息。
动电的发明与电磁感应的发现及应 用（1800－1889，共90年）
• 1780年意大利加伐尼（Galvani）发现青蛙的“生物电”。 1800年意大利伏特（Volta）发明伏特电池。1820年丹麦奥斯 特（Oersted）发现电流的磁效应；法国毕奥－萨伐尔（BiotSavart）定律；德国安培（Ampere）定律。1822年德国塞贝 克（Seebeck）发现热电效应。1826年德国欧姆（Ohm）定律。 1831年英国法拉第（Faraday）和美国亨利（Henry）发现电 磁感应。1833年俄国楞次（Lenz,Ленц）定律。1834年俄国雅 可比（Jacobi, Якоби）发明电动机。1843年英国焦耳（Joule） 发现电热效应。1847年德国基尔霍夫（Kirchhoff）定律。1864 年英国麦克斯韦（Maxwell）确立电磁理论，预言电磁波。 1867年德国西门子（Siemens）造自激发电机。1876年俄国亚 布洛契可夫（Яблочков）造变压器。1889年俄国多里沃－多 布罗夫斯基（Доливо－Добровольский）确立三相制，导致 以电力、钢铁为代表的第二次工业革命──电气时代。
静态场的解法 静 电 场 稳恒电场 稳恒磁场
• 学习电磁场理论的方法
– 《电磁场理论》的基本内容 – 电磁场理论各部分内容之间的关系
第一章 矢量分析
• 矢量及其代数运算 • 标量场的梯度及矢量场的散度和旋度 • 积分定理 • 广义正交坐标系
静电的发现、产生到研究（公元前6 世纪－1785年，共2400年）
• 公元前585年希腊泰勒斯（Thales）发现摩擦的琥珀吸物， 磁石吸铁。公元前300年春秋“ 管子”记载“磁石召铁， 琥珀拾芥”。战国造司南勺；1100年宋朝有船用指南针， 沈括发现地磁偏角；1405年明朝郑和的船用指南针成熟。 1600年英国吉伯（Gilbert）定性研究静电与 磁性。1672 年德国盖利克（Guericke）发明摩擦起电机。1729年英国 格雷（Gray）发现导体与绝缘体。1745年荷兰穆欣布罗 克（Musschenbrock）发明储电的莱顿瓶。1752年美国富 兰克林（Franklin）风筝实验。1754年美国戴卫斯 （Divisch）造出避雷针。1785年法国库仑（Coulomb） 用扭秤实验确定库仑定律；此后德国高斯（Gauss）完成 高斯定律。这期间1782年英国瓦特（Watt）发明的蒸汽机 导致以纺织、机械为代表的第一次工业革命──机械时代。
• *能源：热电（热电偶、核能、地热能），机电（压电、 水能、风能、潮汐能），化电（电池、沼气、氢气），光 电（太阳能），生物电（电鱼、脑电波、植物液电动势）， 雷电等。
计算机与信息时代（1980－今，共20年）
• 1980年后进入以计算机为代表的第四次产业革命 ──信息时代，包括光纤通信、卫星通信、计算机 网络通信和移动通信在内的现代通信技术、激光 技术、遗传工程，还有新材料、新能源。1993年 美国提出信息高速公路。信息时代的发展方向是 三网（电话网、有线电视网、国际互联网）合一。 21世纪的主导产业是信息产业（软件产业、计算 机产业、网络服务和信息安全技术）和生物产业 （无污染的绿色工程、基因工程、生物信息工程、 天然源药物工程、精准与生态农业）。现代通信 是信息产业的排头兵。信息时代是一个知识经济 的时代。