电磁场与电磁波

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电磁场与电磁波

电磁场是指电荷或电流产生的一种物理作用力场，包括静

电场和静磁场。静电场是由电荷产生的力场，描述了电荷

之间的相互作用；静磁场是由运动电荷和电流产生的力场，描述了电流和磁性物质之间的相互作用。

电磁波是由电磁场在空间中传播形成的一种波动现象。当

电荷或电流发生变化时，会激发电磁波的传播。电磁波包

括电场和磁场的正交振动，具有电磁能量和动量，可以在

真空中传播。

电磁波的频率和波长决定了其特性。根据频率不同，电磁

波可以分为不同的类型，包括射频波、微波、红外线、可

见光、紫外线、X射线和γ射线等。不同类型的电磁波在

空间中的传播速度相同，都是光速的速度。

电磁场和电磁波是电磁学的重要概念，在物理学、电子学、通信技术等领域中都有广泛的应用。

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电磁场与电磁波

电磁场与电磁波 电磁场和电磁波是电磁学领域中的两个重要概念，它们在我们日常 生活中起着重要的作用。本文将从电磁场的基本概念、电磁波的传播 和应用等方面进行详细论述。 一、电磁场的基本概念 电磁场是一种物质周围或内部存在的一种物理场。简单来说，电磁 场是由电荷或电流所产生的一种力场。根据麦克斯韦方程组，电磁场 可以分为静电场和静磁场。静电场是由电荷产生的力场，而静磁场则 是由电流所产生的力场。 静电场在物质中以电场的形式存在，而静磁场则以磁场的形式存在。电场和磁场之间存在一种相互作用的关系，即电场的变化会引起磁场 的变化，而磁场的变化也会引起电场的变化。这种相互作用产生了一 个重要的现象，即电磁波的产生与传播。 二、电磁波的传播 电磁波是电场和磁场以波的形式传播的现象。电磁波可以分为射频波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同频率范围的波动现象。 电磁波的传播速度是光速，也就是299792458米每秒。光速是一个 宇宙常数，而且是真空中传播速度最快的物理量。根据麦克斯韦方程组，电磁波的传播可以分为横波和纵波。横波是指电场和磁场垂直于

波的传播方向的波动，而纵波则是指电场和磁场与波的传播方向平行的波动。 电磁波的传播需要介质的存在，例如空气、水和固体等。不同介质对电磁波的传播有不同的影响，例如折射、反射和散射。这些现象广泛应用于光学、通信和雷达等领域。 三、电磁场和电磁波的应用 电磁场和电磁波的应用范围非常广泛，涉及到许多领域。 首先是通信领域。无线电和移动通信就是利用电磁波进行信息传输的技术。我们日常使用的手机、无线网络和卫星通信等都是基于电磁波传播的原理。 其次是光学领域。光是一种电磁波，光学就是研究光的传播和性质的学科。光学应用非常广泛，例如光纤通信、显微镜、激光器等。 此外，电磁波还广泛应用于医学诊断和治疗。X射线、核磁共振和放射治疗等技术都是基于电磁波的原理。 在材料科学领域，电磁场也起着重要的作用。例如利用电磁场技术进行材料表面改性、溶液混合和催化反应等。 总之，电磁场和电磁波是电磁学中的重要概念。电磁场是由电荷或电流所产生的一种力场，而电磁波是电场和磁场以波的形式传播的现象。电磁场和电磁波在通信、光学、医学和材料科学等领域的应用非常广泛。深入了解和掌握电磁场和电磁波的特性，对于我们理解自然界的规律和推动科学技术的发展有着重要的意义。

电磁场与电磁波

CH8 电磁场与电磁波 本章主要内容 1、掌握位移电流的定义及意义。 2、正确理解电场和磁场的互相激发。 3、知道平面电磁波的性质、表示方法。 引言 19世纪以前，人们曾认为电和磁是互不相关联的两种东西。自从发现了电流的磁效应，人们开始注意到电流（运动电荷）与磁场之间的相互关系，可是很长时间只能看到电流产生磁场，而不能做到磁场产生电流，更谈不上揭示电场与磁场之间的关系。法拉第发现的电磁感应定律，不仅实现了磁生电，还进一步揭示了变化磁通与感应电动势的关系。麦克斯韦在前人实践和理论的基础上，对整个电磁现象做了系统的研究，提出了感生电动势来源于变化磁场所产生的涡旋电场，指出了“变化磁场产生电场”的磁场与电场之间的联系。在研究安培环路定律用于时变电流电路的矛盾之后，他又提出了位移电流的假说，不仅将安培环路定律推广到时变电路中，还进一步指出了“时变电场也产生磁场”的电场与磁场之间的联系。在此基础上，麦克斯韦总结出将电磁场统为一体的一组方程式，即所称的麦克斯韦方程组，该方程组不仅可以描述时变的电磁场，而且覆盖了静态的电磁场。麦克斯韦方程组表明，不仅电荷会产生电场，而且变化的磁场也会产生电场；不仅电流会产生磁场，而变化电场也同样会产生磁场。由此麦克斯韦推断，一个电荷或电流的扰动就会形成在空间传播并相互激发的电场、磁场的波动即电磁波。麦克斯韦不仅预言了电磁波的存在（1865年）而且还计算出电磁波的传播速度等于光速。由此，麦克斯韦将光和电磁波统一在一个理论框架下。1888年赫芝首次用实验证实了电磁波的发生与存在。以后的大量实验充分证明了麦克斯韦理论的正确性。 麦克斯韦（ＭＡＸＷＥＬＬ）方程是宏观电动力学的理论基础。 §1 位移电流 １．位移电流 麦克斯韦将安培环路定理运用于含电容的交变电路中(如图9-1)发现矛盾所在。 a 穿过S1、S2的稳恒电流相同 b 穿过S1、S2的传导电流不同 图9-1 稳恒电流磁场的安培环路定理具有如下形式：

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”）。 * 调谐：改变LC振荡电路中的可变电容，是接收电路产生电谐振的过程 * 解调：从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的信号的过程，是调制的逆过程，解调又叫做检波 （收音机是如何接收广播的？收音机的天线接收所有电磁波，经调谐选择需要的电磁波（选台），经过解调取出携带的信号，放大后再还原为声音） 5、电磁波的应用

电磁场与电磁波总结

电磁场与电磁波总结 1本章小结 一、矢量代数 A ∙ B =AB c os θ A B ⨯=A B e AB sin θ A ∙( B ⨯ C ) = B ∙(C ⨯A ) = C ∙(A ⨯B ) A ⨯ (B ⨯C ) = B (A ∙C ) – C ∙(A ∙B ) 二、三种正交坐标系 1. 直角坐标系 矢量线元 x y z =++l e e e d x y z 矢量面元 =+ +S e e e x y z d d x d y d z d x d x d y 体积元 d V = dx dy dz 单位矢量的关系 ⨯=e e e x y z ⨯=e e e y z x ⨯=e e e z x y 2. 圆柱形坐标系 矢量线元 =++l e e e z d d d d z ρϕ ρρϕl 矢量面元 =+e e z dS d dz d d ρρϕρρϕ 体积元 dV = ρ d ρ d ϕ d z 单位矢量的关系 ⨯=⨯⨯=e e e e e =e e e e z z z ρϕϕ ρρ ϕ 3. 球坐标系 矢量线元 d l = e r d r + e θr d θ + e ϕr sin θ d ϕ 矢量面元 d S = e r r 2sin θ d θ d ϕ 体积元 dv = r 2 sin θ d r d θ d ϕ 单位矢量的关系 ⨯=⨯⨯=e e e e e =e e e e r r r θϕ θ ϕ ϕ θ 三、矢量场的散度和旋度 1. 通量与散度 = ⋅⎰ A S S d Φ 0 l i m ∆→⋅=∇⋅= ∆⎰A S A A S v d div v 2. 环流量与旋度 = ⋅⎰ A l l d Γ m ax n 0 rot =lim ∆→⋅∆⎰A l A e l S d S 3. 计算公式 ∂∂∂∇= ++∂∂∂⋅A y x z A A A x y z 11()∂∂∂ ∇= + +∂∂∂⋅A z A A A z ϕ ρρρρ ρϕ

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。这个电场与来源于库仑定律的电场不同，它可以推动电流在闭合导体回路中流动，即其环推动电流在闭合导体回路中流动，即其环路积分可以不为零，成为感应电动势。现代大量应用的电力设备和发电机、变压器等都与电磁感应作用有紧密联系。由于这个作用。时变场中的大块导体内将产生涡流及趋肤效应。电工中感应加热、表面淬火、电磁屏蔽等，都是这些现象的直接应用。继法拉第电磁感应定律之后，麦克斯韦提出了位移电流概念。电位移来源于电介质中的带电粒子在电场中受到电场力的作用。这些带电粒子虽然不能自由流动，但要发生原子尺度上的微小位移。麦克斯韦将这个名词推广到真空中的电场，并且认为：电位移随时间变化也要产生磁场，因而称一面积上电通量的时间变化率为位移电流,而电位移矢量D的时间导数为位移电流密度。它在安培环路定律中，除传导电流之外补充了位移电流的作用，从而总结出完整的电磁

电磁场与电磁波的基本原理

电磁场与电磁波的基本原理 电磁场和电磁波是电磁学的基本概念，它们在我们的日常生活中起着重要的作用。本文将从电磁场和电磁波的基本原理入手，探讨它们的性质和应用。 一、电磁场的基本原理 电磁场是指由电荷产生的电场和由电流产生的磁场所组成的空间。根据麦克斯 韦方程组，电场和磁场之间存在着相互作用，它们可以相互转换。电场和磁场的转换是通过电磁感应的方式实现的。 电场是由电荷产生的，它的强度与电荷的大小和距离有关。电场的作用是使电 荷受到力的作用，使其发生运动或产生电流。电场的强度可以用电场线来表示，电场线的方向与电场的方向相同。 磁场是由电流产生的，它的强度与电流的大小和距离有关。磁场的作用是使磁 性物质受到力的作用，使其发生运动或产生电流。磁场的强度可以用磁感线来表示，磁感线的方向与磁场的方向相同。 电磁场的转换是通过电磁感应的方式实现的。当电流通过导线时，会产生磁场。当磁场与导线相互作用时，会在导线中产生电流。这就是电磁感应的基本原理。二、电磁波的基本原理 电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的一种波动现象。根据麦克斯韦方程组，电场和磁场之间存在着相互耦合的关系，它们可以相互转换。电磁波的传播是通过电磁感应的方式实现的。 电磁波的传播速度是光速，它在真空中的数值约为3×10^8米/秒。电磁波的传 播速度与电磁场的频率有关，频率越高，传播速度越快。

电磁波的频率和波长之间存在着一定的关系，即频率乘以波长等于光速。电磁 波的频率越高，波长越短，能量越大。根据频率的不同，电磁波可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同的波段。 电磁波具有传播性、干涉性、衍射性和偏振性等特点。它可以传播在真空和介 质中，可以干涉和衍射，也可以被偏振。这些特点使得电磁波在通信、遥感、医学和科学研究等领域得到广泛的应用。 三、电磁场和电磁波的应用 电磁场和电磁波在我们的日常生活中起着重要的作用。无线电、电视、手机和 互联网等通信技术都是基于电磁波的传播原理。通过无线电波的传播，我们可以进行远距离的通信和信息传输。 电磁波还被广泛应用于遥感技术。通过接收地球表面反射的电磁波，可以获取 地表的信息，如地形、植被和水体等。遥感技术在农业、环境保护和城市规划等领域发挥着重要的作用。 医学中的X射线和核磁共振等技术也是基于电磁波的应用。X射线可以用于检 查人体内部的病变，核磁共振可以用于观察人体内部的结构和功能。这些技术在医学诊断和治疗中起着重要的作用。 此外，电磁场和电磁波还被广泛应用于科学研究。通过电磁波的干涉和衍射现象，科学家可以研究物质的结构和性质。通过电磁波的偏振现象，科学家可以研究光的性质和光学器件的设计。 总结起来，电磁场和电磁波是电磁学的基本概念，它们的基本原理和应用对我 们的日常生活和科学研究都有着重要的影响。通过深入理解电磁场和电磁波的性质和特点，我们可以更好地应用它们，推动科学技术的发展。

电磁场与电磁波

电磁场与电磁波 电磁场与电磁波是物理学中重要的概念，对于解释电磁现象及其应用具有重要意义。本文将介绍电磁场和电磁波的概念，以及它们在日常生活和科学研究中的应用。同时，将对电磁场和电磁波的相互关系进行探讨，帮助读者更好地理解电磁现象。 一、电磁场的概念 电磁场是指电荷或者电流产生的一种物理场。它是一种具有电场和磁场性质的物质环境。电荷在空间中运动时，由于其电场和磁场的相互作用，产生了电磁场。电磁场具有电磁感应、辐射和传播的特性。 电磁场的基本性质是通过电场和磁场来描述。电场是由电荷产生的力场，它对电荷的运动具有作用力。磁场是由电流产生的力场，它对电流和磁矩具有作用力。电场和磁场的强度、方向和空间分布可以通过电磁场的方程来描述，其中包括麦克斯韦方程组。 二、电磁波的概念 电磁波是电磁场的一种传播方式，它是由变化的电场和磁场相互作用而产生的波动。电磁波传播的速度是光速，即299792458米/秒。电磁波可以按照其频率和波长来分类，包括射线、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。 电磁波具有电场和磁场的振荡特性，这种振荡在空间中以波的形式传播。在电磁波的传播过程中，电场和磁场两者之间是相互关联的，它们的变化是同步的，且以相同的频率进行振荡。

三、电磁场和电磁波的应用 电磁场和电磁波的应用非常广泛，几乎贯穿于各个领域。下面列举 了其中的几个重要应用： 1. 通信技术：电磁场和电磁波在无线通信中起着至关重要的作用。 无线电、移动通信和卫星通信等都是建立在电磁场和电磁波的基础上。 2. 医学影像学：医学中的X射线、CT扫描、MRI等影像技术都是 利用电磁波在人体内部的传播和反射特性来进行诊断的。 3. 电磁感应：电磁场的变化可以引起电磁感应现象，这一原理被应 用于变压器、发电机等装置中。 4. 光学技术：光学是电磁场的重要分支，利用光的特性进行实验和 应用，如激光、光导纤维通信等。 5. 环境监测：电磁场可以用于环境监测，例如雷达、卫星遥感技术 可以对天气、地壳运动等进行观测和预测。 四、电磁场和电磁波的相互关系 电磁场和电磁波是相互关联的，它们之间的关系可以通过麦克斯韦 方程组来描述。麦克斯韦方程组是描述电磁场和电磁波相互作用的基 本方程，其中包括了电场和磁场的变化率、电场和磁场之间的关系等。 电磁波是由电磁场的振荡而产生的，在电磁波的传播过程中，电场 和磁场相互关联，它们的变化是相互影响的。电磁波在空间中传播时，

电磁场与电磁波知识点

电磁场与电磁波知识点 电磁场与电磁波是电磁学的基本概念。电磁场是由电荷或电流所产生 的具有一定强度和方向的力场，它对空间中的其他电荷或电流起相互作用 的作用。电磁波是电磁场的一种传播形式，它是以电场和磁场相互作用而 产生的一种波动现象。 首先，我们来了解一下电磁场的基本概念。电磁场是由电荷或电流所 产生的力场。当电荷或电流存在时，它们会在周围产生电场和磁场。电场 是由电荷产生的力场，它与电荷的性质和位置有关，遵循库仑定律。磁场 是由电流产生的力场，它与电流的性质和流动方向有关，遵循安培定律。 电磁场有一定的强度和方向，它们可以通过电场强度和磁感应强度来描述。 电磁场是非常重要的物理概念，它在电磁学、电动力学和电磁波学等 领域中发挥着重要的作用。电磁场不仅能够解释电荷或电流之间的相互作用，还能够解释光的传播和电磁波的形成。 接下来，我们来了解一下电磁波的基本概念。电磁波是电磁场的一种 传播形式，它是以电场和磁场相互作用而产生的一种波动现象。电磁波是 由振荡的电荷或电流产生的，当电荷或电流振荡时，它们会在周围产生电 磁场的波动。 电磁波有许多特性，包括频率、波长、速度和偏振等。频率是指电磁 波的振荡次数，它与波长之间有一个简单的关系，即频率等于速度除以波长。波长是指电磁波的空间周期，它是电磁波在一个周期内传播的距离。 速度是指电磁波的传播速度，它在真空中的数值约为光速。偏振是指电磁 波的振动方向，电磁波可以是线偏振、圆偏振或者非偏振的。

电磁波在物质中的传播速度和真空中的传播速度有所不同。当电磁波传播到介质中时，它会与介质中的电荷和电流相互作用，从而减小传播速度。介质对电磁波的传播速度的影响可以用折射率来描述，折射率是介质中光速与真空中光速的比值。 电磁波在空间中传播时，它能够传递能量和动量。电磁波的能量和动量密度与电场和磁场的强度有关，它们可以通过能量密度和动量密度来描述。能量密度是单位体积内的能量，动量密度是单位体积内的动量。电磁波的能量和动量密度与电磁场的强度有一个简单的关系，即能量密度等于电场强度和磁感应强度的平方之和的一半，动量密度等于电场强度和磁感应强度的矢量叉乘的一半。 电磁波有许多重要的应用，包括通信、雷达、微波炉和医学成像等。电磁波可以通过天线进行发送和接收，它们可以在空间中传播到达目标位置。电磁波的频率决定了它的特定应用，例如无线电波用于广播和通信，微波用于加热食物，可见光用于照明和成像。

高中物理电磁场和电磁波知识点总结

高中物理电磁场和电磁波知识点总结 1.麦克斯韦的电磁场理论 (1)变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场. (2)随时间均匀变化的磁场产生稳定电场.随时间不均匀变 化的磁场产生变化的电场.随时间均匀变化的电场产生稳定磁场，随时间不均匀变化的电场产生变化的磁场. (3)变化的电场和变化的磁场总是相互关系着，形成一个不可分割的统一体，这就是电磁场. 2.电磁波 (1)周期性变化的电场和磁场总是互相转化，互相激励，交替产生，由发生区域向周围空间传播，形成电磁波. (2)电磁波是横波(3)电磁波可以在真空中传播，电磁波从一种介质进入另一介质，频率不变、波速和波长均发生变化，电磁波传播速度v等于波长λ和频率f的乘积，即v=λf，任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速 c=3.00×10 8 m/s. 下面为大家介绍的是2019年高考物理知识点总结电磁感应，希望对大家会有所帮助。 1. 电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流. (1)产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化，

即ΔΦ≠0.(2)产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源. (2)电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流. 2.磁通量(1)定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式:Φ=BS.如果面积S 与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′，即Φ=BS′，国际单位:Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数.任何一 个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过 该面的磁通量为正.反之，磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和. 3. 楞次定律 (1)楞次定律:感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便. (2)对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁———感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的 磁通量.

电磁场和电磁波的应用

电磁场与电磁波的应用 随时间变化的电场产生磁场，随时间变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起，也可由强弱变化的电流引起，不论原因如何，电磁场总是以光速向四周传播，形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒递物，具有能量和动量，是物质存在的一种形式。 电磁波是电磁场的一种运动形态。在高频电磁振荡的情况下，部分能量以辐射方式从空间传播出去所形成的电波与磁波的总称叫做“电磁波”。随着科技水平的进步，人们在于电磁场与电磁波的应用方面得到了更为全面的认识。 （1）广播电视系统： 无线电广播中波波段一般采用525~1605kHz，短波波段采用2~24MHz，调频广播波段为88~108MHz。广播是人类在社会实践中对信息的需求与现代科学技术相结合的产物，是电磁场与电磁波的最早的应用之一。传输电视信号需要相当宽的频带，因此需要采用超短波或更高频段的无线电波。最早分配给电视广播的VHF有12个频道，频率为49.75~216.25MHz，后来又分配UHF频段，共有56个频道，频率范围为471.25~951.25MHz。广播电视系统本身就是电磁场与电磁波的重要应用，前面所讲的很多理论性的问题都可以具体应用到系统中去。 （2）移动通信： 目前正在迅速发展的是第三代移动通信技术（3G），它是将高速移动接入和基于互联网协议的服务结合起来，提高无线频率的利用效率，实现高速数据传输和宽带多媒体服务，传输速率最低为384KB/s，最高为2MB/s,带宽可达5MHz以上，使用频率1.885~2.025GHz和2.110~2.200GHz,提供全球覆盖，实现有线和无线以及不同无线网络之间业务的无缝连接，满足多媒体业务的要求。主要技术有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。电磁场与电磁波的应用贯穿于整个移动通信技术。 （3）微波通信、卫星通信和光纤通信： 微波通信是指利用微波频率用作载波携带信息，通过无线电波进行中继接力的通信方式。微波是指频率为300MHz~300GHz的电磁波。 卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，转发或反射无线电波，在两个或多个地球站之间进行通信。地球站是设在地球表面，包括地面、海洋和大气中的通信站。实际上卫星通信可以看作是利用微波频率，把通信卫星作为中继站而进行的一种特殊的微波中继通信。卫星通信工作频段与微波通信相同。 以光作载波的通信方式即是光通信。人们想到以光作为载波，这是很自然的，这是因为光的频率很高，为1014~1015Hz，因此利用光通信会有更大的通信容量。但是光在大气中受到的影响因素非常多，如大气中水蒸气尘埃的影响、恶劣天气的影响。另外还受到激光束本身的影响，如激光束非常细小给光学设备的对准、控制及跟踪带来困难，所以限制了大气光通信的使用。于是人们就想到利用介质来传输光信号，这种介质即是光导纤维。这种利用光导纤维传输光波信号的通信方式称为光纤通信。 （4）雷达： 雷达概念形成于20世纪初。雷达是英文radar的音译，为Radio Detection And Ranging 的缩写，意为无线电检测和测距的电子设备。即为利用电磁波探测目标的电子设备。发

电磁场与电磁波

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，变动的电场会产生磁场，变动的磁场则会产生电场。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。 在电磁学里，电磁场（electromagnetic field）是一种由带电物体产生的一种物理场。 处于电磁场的带电物体会感受到电磁场的作用力。电磁场与带电物体（电荷或电流）之间的相互作用可以用麦克斯韦方程和洛伦兹力定律来描述。 定义编辑 有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称。随时间变化的电场产生磁场，随时间变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起，也可由强弱变化的电流引起，不论原因如何，电磁场总是以光速向四周传播，形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒介，具有能量和动量，是物质的一种存在形式。电磁场的性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。 随时间变化着的电磁场（electromagncfic field)。时变电磁场与静态的电场和磁场有显著的差别，出现一些由于时变而产生的效应。这些效应有重要的应用，并推动了电工技术的发展。 电磁波是电磁场的一种运动形态。然而，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转化以电磁波的形式向空间传播出去。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。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。波长越长的地面波，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。中波或短波等空中波则是靠围绕地球的电离层与地面的反复反射而传播的（电离层在离地面50～400公里之间）。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性变化，其强度与距离的平方成反比，波本身带有能量，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（每秒30万公里）。光波也是电磁波，无线电波也有和光波同样的特性，如当它通过不同介质时，也会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等。在空间传播的电磁波，距离最近的电场（磁场）强度方向相同、且量值最大的两点之间的距离，就是电磁波的波长λ。电磁波的频率γ即电振荡电流的频率，无线电广播中用的单位是千赫，速度是c。根据λγ=c，求出λ=c/γ。 电可以生成磁，磁也能带来电，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即形成了电磁波，所以电磁波也常称为电波。1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象取得的成果的基础上，建立了

电磁场与电磁波(知识点重点总结)

电磁场与电磁波 一、本课程应用的三个主要方面： 静电场：利用静电场对带电粒子具有力的作用。如：静电复印、静电除尘以及静电喷漆 静磁场：利用磁场力的作用。如：电磁铁、磁悬浮轴承以及磁悬浮列车等 时变电磁场：利用电磁波作为媒介传输信息。如：无线通信、广播、雷达、遥控遥测、微波遥感、无线因特网、无线局域网、卫星定位以及光纤通信等信息技术、微波炉、电磁炉、卫星通信、蓝牙技术、隐形飞机。 二、 1、卫星通信基本原理： 卫星通信就是地球上（包括地球、水面和低层大气中）的无线电通信站之间利用人造卫星做中继站而进行的通信。 2、电磁炉加热原理： 感应电流(涡流)加热，利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿的底部时即会产生无数小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热于器皿内的食物。 特点：①锅具自行发热，并煮食锅内食物。 ②炉面不发热，当磁场内的磁力线通过非金属物休，不会产生涡流，故不会产生热。炉面和人 都是非金属物体，本身不会发热，因此没有烧伤的危险。 ③电磁炉的热效率极高，煮食时安全、洁净、无火、无烟。 3、微波炉加热原理： 内加热：微波炉中极性分子接受微波辐射的能量后，通过分子偶极的每秒数十亿次的高速旋转产生热效应，这种加热方式称为内加热。 外加热：把普通热传导和热对流的加热过程称为外加热。 内加热特点：加热速度快、受热体系温度均匀等特点。 4、雷达工作原理： 雷达发出高频电磁波射到物体上，物体把这个电磁波向各个方向反射，当然也有一部分反射回发射点（雷达），在雷达处再设一个接收装置就可接收到回波，根据回波可发现物体。 5、隐形飞机原理： 使雷达无法探测到，飞机达到隐形效果的关键。在于采用隐形材料和隐形设计，尽量把雷达波束吸收掉，或者向偏离原雷达的方向反射，这样飞机就不容易被雷达探测到。

电磁场与电磁波知识点整理

lim t q t F E q →=第二章.电磁学基本理论 本章以麦克斯韦方程组为核心，揭示电磁场和电荷，电流之间互相联系的规律。我们研究电磁场问题都是以麦克斯韦方程组为出发点。 一．场量的定义和计算 2.1 电场的定义 这种存在于电荷周围，能对其他电荷产生作用力的特殊的物质称为电场。可见电荷是产生电场的源。 2.2 电场强度的定义 单位正电荷在电场中某点受到的作用力称为该点的电场强度 电场强度严格的数学表达式为： 在此要求实验电荷足够小，以使该电荷产生的电场不致使原电场 发生畸变。 2.3 库仑定律： 其中： 为真空中介电常数。 2.4 电场强度的计算 其中： 是源电荷指向场点的方向。 点电荷周围电场强度的计算公式： (2) 连续分布的电荷源产生的电场 a.线电荷分布：线电荷密度定义：单位长度上的电荷量。 上所带的电荷量： 2112212 021 ˆ4πR q q F a R ε=1 q 2 q 21 R 912 01 108.851036π ε--=⨯=⨯F/m 0ε22 00ˆˆ4π4πt R R t qq q E a a q R R εε== ˆR a 2 0ˆ4πR q E a R ε=0d lim d l l q q l l ρ∆→∆== ' ∆d l 'd d l q l ρ'=

该线电荷在空间产生的电场强度： b.面电荷分布：电荷沿空间曲面连续分布。 该面电荷在空间产生的电场强度： c.体电荷分布: 电荷在某空间体积内连续分布 。 该体电荷在空间产生的电场强度: 二．电位 （1）电位定义：外力将单位正电荷是由无穷远处移到A 点，则A 点和无穷远处的电位差称为A 点的电位。 （以无穷远处为零电位参考点。 为电荷源到A 点的距离） （2）电位差定义：单位正电荷由P 点移动到A 点，外力所做的功称为A 点和P 点之间的电位差。 电位差数学表达式： (三) 磁场 产生磁场的源：a.永久磁铁b.变化的电场 c.电流周围（运动的电荷） 1. 什么是磁场？ 存在于载流回路或永久磁铁周围空间，能对运动电荷施力的特殊物质称为磁场。 2. 磁感应强度 的定义: 2 d 1ˆ4πl R l l E a R ρε' ' = ⎰ 0d lim d S S q q S S ρ∆→∆== ' ∆2 d 1 ˆ4πS R S S E a R ρε' ' = ⎰ 0d lim d V V q q V V ρ∆→∆== ∆2 d 1 ˆ4πV R V V E a R ρε' ' = ⎰ t d A AP P W E l q φ==-⋅⎰01d 4πA A A q E l R φε∞ =⋅= ⎰ B t m 0 t ˆlim v q F a B q v →⨯=

电磁场与电磁波理论 概念归纳

A．电磁场理论B基本概念 1．什么是等值面？什么是矢量线？ 等值面——所有具有相同数值的点组成的面 ★空间中所有的点均有等值面通过； ★所有的等值面均互不相交； ★同一个常数值可以有多个互不相交的等值面。 矢量线（通量线）---- 一系列有方向的曲线。 线上每一点的切线方向代表该点矢量场方向， 而横向的矢量线密度代表该点矢量场大小。 例如，电场中的电力线、磁场中的磁力线。 2．什么是右手法则或右手螺旋法则？本课程中的应用有哪些？（图） 右手定则是指当食指指向矢量A的方向，中指指向矢量B的方向，则大拇指的指向就是矢量积C=A*B的方向。 右手法则又叫右手螺旋法则，即矢量积C=A*B的方向就是在右手螺旋从矢量A转到矢量B的前进方向。 本课程中的应用： ★无限长直的恒定线电流的方向与其所产生的磁场的方向。 ★平面电磁波的电场方向、磁场方向和传播方向。 3．什么是电偶极子？电偶极矩矢量是如何定义的？电偶极子的电磁场分布是怎样的？ 电偶极子——电介质中的分子在电场的作用下所形成的一对等值异号的点电荷。 电偶极矩矢量——大小等于点电荷的电量和间距的乘积，方向由负电荷指向正电荷。

4.麦克斯韦积分和微分方程组的瞬时形式和复数形式； 积分形式： 微分方式： （1）安培环路定律 （2）电磁感应定律 （3）磁通连续性定律 （4）高斯定律 5.结构方程

6.什么是电磁场边界条件？它们是如何得到的？（图） 边界条件——由麦克斯韦方程组的积分形式出发，得到的到场量在不同媒质交界面上应满足的关系式（近似式）。 边界条件是在无限大平面的情况得到的，但是它们适用于曲率半径足够大的光滑曲面。 7.不同媒质分界面上以及理想导体表面上电磁场边界条件及其物理意义； （1）导电媒质分界面的边界条件 ★ 导电媒质分界面上不存在传导面电流，但可以有面电荷。 在不同媒质分界面上，电场强度的切向分量、磁场强度的切向分量和磁感应强度的法向分量永远是连续的 （2）理想导体表面的边界条件 ★ 理想导体内部，时变电磁场处处为零。导体表面可以存在时变的面电流和面电荷。

电磁场与电磁波基础知识总结

电磁场与电磁波总结 第一章 一、矢量代数 A ∙B =AB cos θ A B ⨯=AB e AB sin θA ∙(B ⨯C ) = B ∙(C ⨯A ) = C ∙(A ⨯B )()()()C A C C A B C B A ⋅-⋅=⨯⨯ 二、三种正交坐标系 1. 直角坐标系 矢量线元x y z =++l e e e d x y z 矢量面元=++S e e e x y z d dxdy dzdx dxdy 体积元d V = dx dy dz 单位矢量的关系⨯=e e e x y z ⨯=e e e y z x ⨯=e e e z x y 2. 圆柱形坐标系 矢量线元=++l e e e z d d d dz ρϕρρϕl 矢量面元=+e e z dS d dz d d ρρϕρρϕ 体积元dz d d dV ϕρρ=单位矢量的关系⨯=⨯⨯=e e e e e =e e e e z z z ρϕϕρ ρϕ 3. 球坐标系 矢量线元d l = e r d r e θr d θ+e ϕr sin θd ϕ 矢量面元d S = e r r 2sin θd θd ϕ 体积元ϕθθd drd r dV sin 2=单位矢量的关系⨯=⨯⨯=e e e e e =e e e e r r r θϕ θϕϕθ 三、矢量场的散度和旋度 1. 通量与散度 =⋅⎰A S S d Φ0 lim ∆→⋅=∇⋅=∆⎰A S A A S v d div v 2. 环流量与旋度 = ⋅⎰ A l l d Γmax n 0 rot =lim ∆→⋅∆⎰A l A e l S d S 3. 计算公式 ∂∂∂∇= ++∂∂∂⋅A y x z A A A x y z 11()z A A A z ϕρρρρρϕ∂∂∂∇=++∂∂∂⋅A 22111()(sin )sin sin ∂∂∂∇=++∂∂∂⋅A r A r A A r r r r ϕ θθθθθϕ x y z ∂ ∂∂ ∇⨯= ∂∂∂e e e A x y z x y z A A A 1z z z A A A ρϕ ρϕρρϕρ∂∂∂ ∇⨯= ∂∂∂e e e A 2 1sin sin r r z r r A r A r A ρϕθθθϕθ∂∂∂ ∇⨯=∂∂∂e e e A 4. 矢量场的高斯定理与斯托克斯定理 ⋅=∇⋅⎰ ⎰A S A S V d dV ⋅=∇⨯⋅⎰⎰A l A S l S d d 四、标量场的梯度 1. 方向导数与梯度 00()()lim ∆→-∂=∂∆l P u M u M u l l 0 cos cos cos ∂∂∂∂= ++∂∂∂∂P u u u u l x y z αβγ