电磁场与波课件：绪论

1、电磁场与波绪 论2022/7/1220.1 课程的性质0.2 电磁场理论的发展0.3 电磁场理论的应用0.4 内容安排0.5 学习的目的、方法及其要求0.6 成绩评定0.7 主要参考书0.1 课程的性质2022/7/123电磁场（或电磁波）作为能量的一种形式，是当今世界最重要的能源电磁波作为信息传输的载体，成为当今人类社会发布和获取信息、探测未知世界的重要手段电类专业学生必修的技术基础课电气工程师必备知识电磁理论的重要组成部分0.2 电磁场理论的发展2022/7/1241电磁场理论的早期研究 电、磁现象是大自然最重要的往来现象，也是最早被科学家们关心和研究的物理现象，其中贡献最大的有来顿、富兰

2、克林、伏打等科学家。 19世纪以前，电、磁现象作为两个独立的物理现象，没有发现它们之间的相互联系。但是由于这些研究特别是伏打1799年发明了电池），为电磁学理论的建立奠定了基础。0.2 电磁场理论的发展2022/7/1252电磁场理论的建立 18世纪末期，德国哲学家谢林认为，宇宙是有活力的，而不是僵死的。他认为电就是宇宙的活力，是宇宙的灵魂；电、磁、光、热是相互联系的。 奥斯特 是谢林的信徒，他从1807年开始研究电磁之间的关系。1820年，他发现电流以力作用于磁针。 安培 发现作用力的方向、电流的方向、磁针到通电导线的垂直方向是相互垂直的，并定量建立了若干数学公式。0.2 电磁场理论的发展2

3、022/7/126 法拉第 敏锐地意识到，电可以对磁产生作用，磁也一定能够对电产生影响。1821年他开始探索磁生电的实验。1831年他发现，当磁捧插入导体线圈时；线圈中就产生电流。这表明，电与磁之间存在着密切的联系。 麦克斯韦 深入研究并探讨了电与磁之间发生作用的问题，发展了场的概念。在法拉第实验的基础上，总结了宏观电磁现象的规律，引进位移电流的概念。这个概念的核心思想是：变化着的电场能产生磁场；与变化着的磁场产生电场相对应。在此基础上提出了一套偏微分方程来表达电磁现象的基本规律，称为麦克斯韦方程组，是经典电磁学的基本方程。0.2 电磁场理论的发展2022/7/127 3电磁场理论的发展 在麦

4、克斯韦方程建立后的一百多年里,随着科学技术的发展，电磁理论得到了广泛的应用和发展，尤其近三十年来，无线电电子学、计算机和网络技术的飞速发展，生物电磁学、环境电磁学和电磁兼容等学科的建立，向电磁理论提出了许多新的研究课题，使现代电磁理论得到了迅速的发展。0.3 电磁场理论的应用2022/7/128 1887年，德国科学家赫兹用火花隙激励一个环状天线，用另一个带隙的环状天线接收，证实了麦克斯韦关于电磁波存在的预言，这一重要的实验导致了后来无线电报的发明。从此开始了电磁场理论应用与发展时代，并且发展成为当代最引人注目的学科之一。0.3 电磁场理论的应用2022/7/129无线电报: 1895年，意大

5、利马可尼成功地进行了2.5公里距离的无线电报传送实验。1896年，波波夫进行了约250米距离的类似试验, 1899年, 无线电报跨越英吉利海峡的试验成功；1901年，跨越大西洋的3200公里距离的试验成功。马可尼以其在无线电报等领域的成就，获得了1909年的诺贝尔物理学奖。无线电报的发明，开始了利用电磁波时期。有线电话: 1876年，美国A.G. 贝尔在美国建国100周年博览会上展示了他所发明的有线电话。 此后，有线电话便迅速普及开来。0.3 电磁场理论的应用2022/7/1210 电视: 1884年，德国尼普科夫提出机械扫描电视的设想，1927年，英国贝尔德成功地用电话线路把图像从伦敦传至大

6、西洋中的船上。兹沃霄金在1923和1924 年相继发明了摄像管和显像管。1931年，他组装成世界上第一个全电子电视系统。 广播: 1906年，美国费森登用50千赫频率发电机作发射机，用微音器接入天线实现调制，使大西洋航船上的报务员听到了他从波士顿播出的音乐。1919年，第一个定时播发语言和音乐的无线电广播电台在英国建成。次年，在美国的匹兹堡城又建成一座无线电广播电台。0.3 电磁场理论的应用2022/7/1211雷达 0.3 电磁场理论的应用2022/7/1212电磁炮 0.3 电磁场理论的应用2022/7/1213其它应用： 阴极射线示波器，喷墨打印机，矿物的分选， 磁分离器，回旋加速器，磁

7、流体发电机， 电磁泵，磁悬浮列车，变压器，电磁炉， 电磁式生物芯片，隐形飞机，电磁高速公路等等0.4 内容安排2022/7/1214矢量分析电磁场的基本规律静态电磁场及其边值问题的解 时变电磁场均匀平面波在无界空间中的传播 均匀平面波的反射和透射 导行电磁波 电磁辐射 0.5 学习的目的、方法及其要求2022/7/1215掌握宏观电磁场的基本属性和运动规律掌握宏观电磁波的传播规律了解电磁波的辐射原理掌握静态场问题的基本求解方法训练分析问题、归纳问题的科学方法培养用数学方法解决实际问题的能力独立完成作业0.6 成绩评定2022/7/1216学时：68（课堂：62，实验：6）成绩构成(暂定)： 平

8、时10% 实验10%中期考试10% 期末考试70%0.7 主要参考书2022/7/12171. 谢处方，电磁场与电磁波（第三版），高等教育出版社，19992. Liang Chi Shen, Jin Au Kong ， Applied Electromagnetism. Second Edition ， PWS Publishing Company, 19873. John D. Kraus, Daniel A. Fleisch.，Electromagnetics With Applications. Fifth Edition（影印版），北京：清华大学出版社，20015. William H. Hayt, Jr. John A. Buck 著. 徐安士, 周乐柱译. 工程电磁学（第六版）. 北京：电子工业出版社，20046. Bhag Singh Guru, Hseyin R. Hiziroglu 著. 周克定等译. 电磁场与电磁波. 北京： 机械工业出版社，20027. 杨儒贵. 电磁场与电磁波. 北京：高等教育出版社