电磁学论文

闽江学院

本科毕业论文(设计)

题目电磁学现象及规律探究的概述

学生姓名江贤晶

学号 ************

系别物理学与电子信息工程系

年级 2007级

专业物理学

指导教师李雪梅

职称讲师

完成日期 2010.11.01－2011.5.20

闽江学院本科毕业论文（设计）诚信声明书

本人郑重声明：

兹提交的毕业论文（设计）《电磁学现象及物理规律探究的概述》，是本人在指导老师苏启录的指导下独立研究、撰写的成果；论文（设计）未剽窃、抄袭他人学术观点、思想和成果，未篡改研究数据，论文（设计）中所引用的文字、研究成果均已在论文（设计）中以明确的方式标明；在毕业论文（设计）工作过程中，本人恪守学术规范，遵守学校的有关规定，依法享有和承担由此论文（设计）产生的权利和责任。

声明人（签名）：江贤晶

2011年5月7日

摘要

随着科技日新月异的发展，电磁学走上历史舞台扮演着不可或缺的角色，它的应用已如旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家。本文基于向读者描述传统电磁学的基本内容，致力于对基本概念和基本规律的阐述。本文顺着从电现象引出电磁学规律的主线，从库伦定律发现后为研究方便引入电场和磁场概念讲到电磁波，着重概述电磁学的基础现象和规律，并根据本人的理解向读者讲述电磁学的应用。

关键词：电磁学电场磁场电磁波

Abstract Keywords:

目录

引言 (6)

一、静电场

1.库伦定律 (7)

2.电场 (7)

二、磁场

1.奥斯特实验 (9)

2.安培环路定理 (10)

3.通电螺线管上的磁场 (11)

4.载流线圈的磁场 (12)

5.电磁感应现象 (12)

6.楞次定律 (14)

三、塞曼效应

1.正常塞曼效应 (15)

2.反常塞曼效应 (16)

四、电磁波

1.麦克斯韦方程组 (17)

2.平面电磁波 (19)

3.可见光（光波） (19)

电磁学的应用

总结

注释 (22)

参考文献 (23)

致谢 (24)

引言

研究物质规律的物理在生活中扮演着一个及其重要的角色，清晨当迈出你的第一步时你是否考虑到物理已经和你接触了呢？物理伴随着生活的每一步，深入生活的每一个角落。物理中每一个规律的发现都是历史·辉煌的见证，它们指引着人类认识自然认识世界的步伐，将我们引向那充满幻想的世界。而众多物理规律中有一类规律把我们的距离拉近了，曾今的一封信让我心急如焚，可如今即使天涯海角，思时也无非咫尺，这就是电磁学规律的一个重要应用，应用于广泛的通信！

电磁学规律的应用还不仅限于通信，它有这更广阔的应用范围，它给生活带来了福音，给世界带来了交响曲，然而在寻找这些电磁学规律中物理学家们却是历尽千辛万苦。今天让我们畅游在漫漫的反思中。

电磁学是研究电、磁和电磁的相互左右的现象，及其规律和应用的物理学分支的学科。它是物理学的一个分支。广义的电磁学可以说是包含电学和磁学，但狭义来说是一门研究电性和磁性交互关系的学科，本文也将重点从电与磁之间的关系找出电磁学规律。

从狭义的观点上看，电、磁两种现象本是认为是独立无关的两门学科，当然很多因素也关于磁学本身的发展和应用，正如近代磁性材料和磁学技术的发展，各种此现象和磁效应的发现和应用等等，使得磁学的范围不段的扩张，这样到目前磁学的范围就已经足够另立门户，成为一门独立的学科也是理所当然，所以实际中已经将电磁学作为一门与电学平起平坐的学科来研究了。

从广义上认识，根据近代物理学的观点，磁的现象是由运动电荷（电流）所产生的，因而在电学的范围内必然不同程度地包含磁学的内容，所以电磁学和电学的内容很难截然区分开来，二者并没有太明显的界限，甚至有时也将电磁学简称为电学。磁学主要研究电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体的电力学等等。这样电磁学的规律的电学的发展，同时我认为又电学引出电磁学的分水岭在于法拉第的电磁感应现象的发现，让我们来了解一下如何从简单的电现象引出电磁学的规律。

一、静电场

（一）库伦定律

欲从电学中找到电磁学规律的发现，首先我们得先从电现象入手，找到电学中动力学关系和磁动力关系就不难知道电与磁之间存在着怎么的关系。让我们认识一下库伦定律，了解两点电荷之间的关系，库仑定律：

（图1-1）

是电磁场理论的基本定律之一。真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线,同名电荷相斥，异名电荷相吸。公式：

F=k*(q1*q2)/r^2 （式1-1）

其中F是两点电荷之间所受的库伦力，k是比例常数，q1、q2分别代表两点电荷所带的电荷量，r是两点电荷的距离。[4][8]

（二）电场

在很多没有直接接触的力现象中力的相互作用需要有介质的存在，例如马拉车，马能拉动车肯定少不了绳子的存在，只有将马和马车栓在一起才能使马在奔跑中带动马车。再如声音的传播，我们聊天时虽然对方并没有将声带直接贴在我们的耳朵上，但我们能听到对方的声音，这是因为有空气介质的存在。加入我们生活的空间没有空气的存在，那么所谓的聊天只能看到对方嘴唇的动作，并不能听到声音……但刚才说过的例子中q1、q2明显没有直接接触，又似乎没有介质

的存在，那么q1、q2之间存在的库伦力又是怎样传递的呢？历史上对这个问题有很多争论，一类人认为这种力并不需要介质的存在就可以之间传递，甚至更不需要时间，不受时间的限制，力的作用就能从一个物体直接传递到另一个物体上。另一种观点认为空间中存在着科学家还未发现的弹性物质——“以太”，电场力就是通过“以太”来传递的。这些观点都被近代物理学家所否认并引入电场。而且还将点电荷在电场中受到的力F与电荷量q0的比值称为电场强度，用字母E 来表示：

E=F/q

以下是几种电荷模型的电场分布：

正点电荷负点电荷

等量异种电荷

（图1-2）