通信原理大综合课件电磁场绪论

2024/10/161电磁场理论房少军陈鹏付世强2024/10/162电场磁场电磁场2024/10/163电磁现象理论解释麦克斯韦方程、边界条件、波动方程…生产利用2024/10/164需要大家认识到的几个电磁场问题将来需要大家利用电磁场原理解释的几个问题电磁场的研究历史麦克斯韦其人电磁场课程的主要内容2024/10/165电磁场自然人为地磁地质雷电无线通讯家用电器工业军事医疗电磁兼容电磁污染2024/10/166地磁地磁产生的原因？2024/10/167指南针（磁偏角）沈括——常微偏东、不全南也人造卫星正常运行人体的生理效应极光（南极光和北极光）

睡觉要南北方向,有一定的科学依据。地球磁场是南北向的,人体血液含铁量比较大,自然受影响,顺磁力线方向比较有利。2024/10/168形成极光必不可少的条件是大气、磁场和太阳风，缺一不可。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光。

2024/10/169地质地质勘探瓦斯预测地震预报有害辐射（X，γ射线）X，γ射线是一种波长很短的电磁辐射。

核磁共振找水仪（通过测量地层水中的氢核来直接找水

）、可控源音频大地电磁法、瞬变电磁勘探方法（人工发射脉冲，检测返回的感应信号）

2024/10/1610PC瓦斯检测电磁辐射仪2024/10/16111.5m40m6m辽中台1999年12月29日12时10分岫岩5.4级地震十三陵台2006年7月4日11时56分24.1秒河北省文安县发生5.1级地震一般会提前几天监测到电磁波的异常频率为0.01Hz-10Hz、40KHz、70KHz为什么天线做这么大？2024/10/1612雷电提供电能杀灭细菌清新空气人身伤害社会资产损失……雷电的频谱分布在50MHz上下，能量分布则集中在100kHz左右。

2024/10/1613无线通讯信息传递烽火信号无线电报

烽火戏诸侯无线传呼大哥大GSMCDMA蓝牙、wifi、…2024/10/16141887年，德国科学家赫兹作了一个非常有名的实验证明了无线电波的存在。1895年，意大利的青年大学生马可尼。在院子里进行无线电通信试验获得成功通信距离为30米。1896年,马可尼实现了2英里远的无线电通信。俄国青年教师波波夫也实现了无线电通信。1897年5月18日，横跨布里斯托尔海峡的无线电通信实验成功。

马可尼在英国建立了世界上第一家无线电器材公司——英国马可尼公司。1901年，英国的无线电报能发送到大西洋彼岸，当时的天线是用风筝牵着的金属导线。1902年,在英国与加拿大之间正式开通了越洋无线电报通信电路，使国际间电报通信跃入到一个新的阶段。2024/10/1615安全性频谱管理电磁干扰（大功率的无线电台等）电磁污染（手机辐射）2024/10/1616家用电器电磁炉微波炉家用电脑电视…磁场加热电场加热辐射2024/10/1617工业军事医疗淬火非金属干燥（微波可对1－6公分厚的木板进行均匀、快速烘干，干燥只需十几分钟）X光（伦琴射线）CT核磁共振CT就是用电脑分析加强的断层x线扫描，他的基本原理是x线。

核磁共振(MRI)用的是强力外加磁场引起人体中的氢原子产生共振，共振后氢原子产生的磁场经过扫描分析后成像的。

2024/10/1618隐形材料（F-117隐形战斗机）2024/10/1619电磁兼容（EMC）电磁干扰（EMI）电磁抗扰（EMS）手机响的时候影响到音箱电脑用金属外壳2024/10/1620电磁污染射频影响中频影响低频影响高压线手机、雷达电视发射天线2024/10/1621需要用电磁场理论解释的几个问题打雷时为什么避雷针会流过很大的电流？为什么冬天手一碰金属有过电的感觉？用的一卡通内部天线为什么是环形的？为什么移动通信网络采用蜂窝结构？为什么听音乐的时候手机来短信会受到影响？在哪种情况下打手机辐射最小？为什么频率越高，通信距离越近，频率越低，通信距离越远？为什么网线（5类线）的有效传输距离不能超过100m？2024/10/1622电磁场的研究历史吕氏春秋-慈石召铁，或引之也（公元前300年）宋代沈括发现闪电能熔金属而不熔木料古希腊的泰勒斯发现摩擦的琥珀能吸引小物体（公元前600年）梦溪笔谈-司南库伦定律安培定律法拉第定律麦克斯韦方程赫兹证实电磁波的试验…2024/10/1623法国物理学家库伦（1736-1785年）2024/10/1624丹麦学者奥斯特（1777-1851年）1820年7月发表《电冲击对磁针影响的实验》，引起了毕奥（Biot，1774-1862）、萨伐尔（Savart，1791-1841）和安培（Ampere，1775-1836）的重视和研究。毕奥-萨伐尔的实验观测结合法国数学家拉普拉斯的数学提炼得出了著名的毕奥-萨伐尔-拉普拉斯定律，即电流周围产生磁场。2024/10/1625安培环路定律安培在物理思想上走的更远，认为磁的本质是电流，一个磁体是由无数个小电流环在有序排列下形成的。并且通过实验证实了安培环路定律：磁感应强度沿任何闭合环路L的线积分，等于穿过这个环路所有电流的代数和的μ0倍。2024/10/1626英国物理学家法拉第（1791-1867年）法拉第经过多次的实验，终于在1831年发现了寻找已久的电磁感应现象。法拉第同时代的德国物理学家诺依曼（1798-1895）在1845年发表的论文中，首次给出了法拉第电磁感应定律的定量表达式：2024/10/1627麦克斯韦其人麦克斯韦（1831-1879）在前人的基础上，通过提炼物理概念和运用数学工具，对电磁知识进行了梳理和构想，建立了数学形式完备的电磁理论——麦克斯韦方程（英国科学期刊《物理世界》将其评为最伟大的公式）。其中不仅是对实验的总结，还包括丰富的逻辑想象。2024/10/1628电磁波——这个人类无法通过感知而建立的概念，就这样在逻辑推理下建立了，再一次展示了逻辑推理的力量。很遗憾，麦克斯韦虽然于1862年发表的《论物理力线》中作出了上述预言，但他本人却未能看到其预言被证实。1879年麦克斯韦逝世，8年后，由德国物理学家赫兹（Hertz，1857-1894年），通过实验，实现了电磁波的发射和接收，首次证实了电磁波的存在。2024/10/16292024/10/1630电磁场课程的主要内容麦克斯韦方程静电场恒定电流及其电场恒定磁场交变电磁场平面电磁波波导与谐振腔各向异性媒质中的电磁波2024/10/16311.复习以前的相关知识矢量及其代数运算直角、圆柱、球坐标系

矢量场

标量场高斯公式和斯托克斯公式2.预习3.按时完成作业4.有问题及时解决5.答疑（电航楼41