电磁波与信息技术 知识讲解
电磁波与信息技术
责编：武霞
【学习目标】
1.了解电磁波的产生，知道电磁波能在真空中传播, 知道光是一种电磁波；
2.记住电磁波在真空中传播速度；会用c = f λ求速度、波长或频率；
3.了解电磁波的应用,知道电磁污染；
4.了解卫星通信、移动通信、光缆通信的基本情况。
【要点梳理】
要点一、电磁波
1.电磁波的产生：
（1）电流的变化会激起电磁波。
（2）电磁波的单位：赫兹（Hz ）1kHz=103Hz ；1MHz=106Hz ；1GHz=109Hz 。
2.电磁波的传播：
（1）电磁波可以在真空中传播。
（2）波峰、波谷：在一列水波的传播中，凸起的最高处，叫做波峰；凹下的最低处，叫做波谷。
（3）波长：邻近的两个波峰（波谷）的距离，叫做波长。
（4）波速：用来描述波传播速度的物理量。
3.电磁波普：
（1）红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线等，都是电磁波。
（2）波速与波的频率、波长的关系是：波速=波长×频率；用f 表示电磁波的频率，λ表示电磁波的波长，c 表示电磁波在真空中的速度，则：c f λ=。
（3）电磁波在真空中的传播速度约为：c=3×108
m/s 。
要点二、电磁波的应用
1.电磁波在信息方面的应用：
（1）电磁波携带信息，在许多情况下，向外辐射电磁波的物质，其固有信息会被电磁波带出来；
（2）电磁波可以帮助人们获得信息，充当测量或检测工具；
（3）电磁波能承载并传播信息，充当信息传播的媒介。
2.电磁波能量特性的应用：
（1）一切电磁波都具有能量。
（2）高频电磁波、X射线、γ射线和激光，具有巨大的能量，能对所照射到的物体产生很强的作用。（3）电磁波在生产、生活、工作、科学研究、军事和交通各个领域都有广泛用途。
3.减少电磁污染：
（1）空间越来越多的电磁波不同程度地影响着我们的健康，给我们带来了某些伤害，已成为一种污染。（2）高压线、变电站、广播电台、电视发射塔、雷达站、通信基站等设施周边的电磁波较为密集，电磁波携带的能量也较大，是电磁污染的重灾区。
（3）生活中，计算机、电视机、微波炉等电子设备产生的电磁波辐射强度也比较高，可以采取一些防护措施。如把家用电器分散摆放，不要过于集中，以免家中某一个位置的电磁辐射剂量过大，而使人体处于超量辐射的环境中。
要点诠释：
1.电磁波在信息传递方面的早期用途主要是电报、广播和电视。
2.电磁波可以通过“调制”，把文字、图像、声音等各种信息加入其中，并传到遥远的地方。用户可以通过收音机、电视机等装置接收这些含有信息的电磁波，并进行“解调”，把信息还原。
要点三、改变世界的信息技术
1.卫星通信：
（1）从地面站向卫星发送电磁波；卫星作为中续站，将接收到的电磁波进行处理，并发送给另一个或几个地面站，或转发给另一颗卫星；接收方地面站到卫星发来的电磁波，就获得了发送方地面站传来的信息，实现了信息传递。
（2）由通信卫星组成的信息网络覆盖整个地球，几乎在地球上任意一个地方都可以将信息即时发往世界各地，在一瞬间传遍全球。
2.光缆通信：
（1）光导纤维（光纤）：光从光导纤维的一端入射后，在光纤的内壁上反复反射，直至从另一端出射，整个过程中能量损耗非常少。
（2）光缆通信：入射光携带上信息，那么信息就完成了从光纤一端到另一端的传递，这就是光缆通信。3.移动通信：
（1）移动台：就是手机或车载电话，它既能发射无线电波，也能接收无线电波。
（2）基站：也称为基地台，它是一种固定的无线电台，可以将接收到的手机信号传递到移动通信网，也可以将信号从移动通信网传递到手机。
（3）移动交换中心（MSC）：整个移动通信网络的核心，所有移动台发来的星系都要经由它分拣、处理、传递。
4.信息革命与人类文明：
（1）19世纪之前的几千年里，由于科学技术进步缓慢，信息技术一直没有什么实质性的进展。
（2）从18世纪末到19世纪中叶，随着持续电流的获得以及对电磁感应现象的洞悉，人们开始尝试着用电流来传递信息。1835年，美国画家莫尔斯发明了第一台实用的有线电报机。
（3）1862年麦克斯韦通过理论预言了电磁波的存在。赫兹用实验证实了麦克斯韦的预言，并揭开了电磁波时代的序幕。从那时起的几十年，无线电报、电话、无线电广播、电视、雷达等纷至沓来。
（4）20世纪上半叶的两次世界大战，是人类社会的灾难，但也是科技的竞技场。战后，半导体技术、集成电路及芯片技术的不断进步，使个人计算机得以迅速发展和普及。
（5）计算机网络渗入社会各个领域，电子商务、电子政务、远程教育、远程医疗和网络会议等正在逐渐普
及。网络也深刻地改变着人们的思维方式、学习方式、工作方式、交流方式和生活方式。
要点诠释：
1.在赤道上空约36000km高度的圆形轨道上，均匀地布置三颗同步卫星，就能使通信范围几乎覆盖地球上各个角落。
2.当前最普遍的手机通信系统主要由移动台、基站和移动交换中心组成，它们形成了一个数字蜂窝系，这三种设备良好衔接，相互配合，我们才可以用手机通话、发短信、上网。
【典型例题】
类型一、基础知识
1.（2015?南沙区一模）北斗卫星导航系统是我国自主建立的
卫星导航系统，覆盖中国全境及周边国家地区，该系统在传递信息过程中可以接收频率为1626MHz、
2010MHz、2483MHz的微波辐射。下列说法正确的是（）
A．微波不属于电磁波
B．微波是可见光
C．这三种微波在真空中传播速度相同
D．这三种微波在真空中波长一样
【答案】C
【解析】A、微波属于电磁波，故A错误；B、微波是看不见，不属于可见光，所以B是错误的；C、各种频率的电磁波的传播速度都是一定的，故C正确；D、真空中电磁波的波速大约30万千米每秒，波速等于波长和频率的乘积，频率越高的电磁波波长越短，故D错误。故选C。
【总结升华】此题考查电磁波的种类、波长和频率的关系，以及电磁波的传播速度，是一道综合题。
举一反三：
【变式】长波在真空中的传播速度是m/s，这个速度与在真空中传播的速度相同。在空气中的传播速度近似等于千米/秒。
【答案】3×108；光；3×105
2. （2015?钦州中考）现在家庭中使用的电器较多，例如：①吸尘器；②手机；③空调；④电视遥控器；
⑤洗衣机。其中，应用电磁波工作的一组电器是（）
A．①② B．③④ C．②④ D．②⑤
【思路点拨】（1）电流流过导体时导体要发热，这是电流的热效应。
（2）电流流过导体时导体具有了磁性，这是电流的磁效应。
（3）电流流过导体时导体发生了化学变化，这是电流的化学效应。
【答案】C
【解析】①吸尘器靠电动机的转动而工作，其工作原理是利用电流的磁效应；
②手机是利用电磁波来完成信号的接收和发射；
③空调是利用了物态变化的吸放热过程；
④电视遥控器利用红外线进行遥控，红外线是一种电磁波，与电磁波的应用有关；
⑤洗衣机靠电动机的转动而工作，其工作原理是利用电流的磁效应。故选C。
【总结升华】本题考查了电磁波的应用，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的课标理念。
3.中央电视台第四套节目的图象频率为77.25MHz，波长为λ1，伴音的频率为83.75MHz，波长为λ2，那么λ1（填“>”“<”或“=”）λ2。
【答案】>
【解析】不同的频率对应不同的波长，频率越高，波长越短，反之，频率越低，波长越长。因为77.25MHz<83.75MHz,所以λ1>λ2。
【总结升华】本题考察了频率和波长之间定性的关系。
举一反三：
【变式】无线电广播是通过传播信息的．收音机上标有中波和短波波段，中波与短波相比的频率较高。
【答案】无线电波；短波
【解析】无线电广播是通过无线电波传播信息的；中波与短波相比，短波的波长更短，短波的频率较高。
类型二、综合应用
4. 2012年9月25日，“辽宁号”航空母舰成功完成舰载机起飞降落等各项训练任务．通过卫星电视，这一消息迅速传遍全国，给国人以振奋．就此事以下说法正确的是（）
A．这一消息是通过超声波传播的
B．这一现象说明电磁波可以传播声音和图象信号
C．人们几乎同时知道这一消息，说明电磁波传播不需要时间
D．电磁波的传播必须借助卫星
【思路点拨】卫星电视都是通过电磁波来传递声音和图象信号的，电磁波的传播速度等于光速很快，但传播也需要一定的时间。
【答案】B
【解析】卫星电视都是通过电磁波来传递声音和图象信号的，A错误，B正确；虽然电磁波的传播速度很快，但其传播也需要时间，C错误；电磁波的传播是不需要介质的，可以在真空中传播，电磁波的传播不一定要借助卫星，D错误。故选B。
【总结升华】了解电磁波的应用是解题的关键，是一道基础题，难度不大。
举一反三：
【变式】现代社会中，信息的传递非常重要，电磁波在信息的传递中扮演了非常重要的角色，请你举出两种利用电磁波传递信息的工具、。
【答案】手机；收音机（答案不唯一，合理即可）
电磁波与信息技术
………………装……………………………订………………………………线…………………………………… 2006～2007学年度第二学期九年级物理第十章 《电磁波与信息技术、能源利用》测试卷 1、关于电磁波,下列说法中正确的是 ( ) A 、电磁波的传播速度比光速小 B 、在真空中传播时，波长越长的电磁波频率越高 C 、我们生活中的空间充满了电磁波，所有的电磁波时刻在危害我们的健康 D 、电磁波是一种信息运载工具，具有传递速度快、运载容量大的优点 2、电视机换台时，实际上是在改变 （ ） A 、电视台的发射频率 B 、电视机的接收频率 C 、电视台发射的电磁波的波速 D 、电视机接收的电磁波的波速 3、听收音机时，偶尔会听到里面有杂音，产生这一现象的原因不可能的是 （ ） A 、旁边台灯打开的瞬间 B 、附近的电焊机在工作 C 、雷雨天闪电发生时 D 、有人在用电烙铁焊接电器元件 4、我国的卫星通信技术拥有自主知识产权，在世界处于领先地位，在北京发射信号通过通信卫星会转到上海被接收，实现这种信号的传递是 （ ） A 、超声波 B 、次声波 C 、声波 D 电磁波 5、手机是现代人们最常用通信工具之一，手机间通话和收发信息是利用 （ ） A 、微波传送 B 、超声波传送 C 、空气传送 D 、光纤传送 6、判断下列选项中有不属于电磁波的是 （ ） A 、敲击铜钟形成的波 B 、无线电波 C 、光波 D 、x 射线 7、所有的电磁波在真空或空气中具有相同的 （ ） A 、频率 B 、波长 C 、波速 D 、能量 8、波长为3×104m 的电磁波的频率为 （ ） A 、10khz B 、100 khz C 、30khz D 、300khz 9、下列能源中属于新能源的是 （ ） A 、化石燃料、水能、风能 B 、核能、太阳能、潮汐能、地热能 C 、化石燃料、潮汐能、地热能 D 、太阳能、化石燃料、核能 10、关于核能的利用，下列说法正确的是 （ ） A 、原子弹是利用氢核聚变制成的 B 、核电站是利用裂变的链式反应制成的 C 、氢弹是利用裂变的链式反应制成的 D 、核能只能用来制造原子弹和氢弹，目前尚不能和平利用 二、填空题（每空1分，共21分） 11、电磁波在__________________叫做它的频率，频率的单位是_______________。 12、许多人习惯将手机挂在胸前，其实这是不科学的，因为手机发射出的____________________会对人的心脏造成不良影响。 13、利用光纤传输信息的优点是信息传输量大和____________________能力强。 14、在真空中，电磁波的传播速度大小是________________km/s ，一波长为3×103m 的电磁波的频率是____________________Hz 。 15、随着社会的发展，无线电广播、电视、手机等都已逐步进入了寻常百姓家，它们都是靠接收________________工作的。 16、有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够____________（填“增强”或“减弱”）对电磁波吸收作用，秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够____________（填“增强”或“减弱”）电磁波反射回雷达设备。 17、1876年，贝尔发明了电话，这是人类历史上最伟大的发明之一，随着科学技术的不断发展，电磁波和____________相继出现，在全球范围内使信息得到高速共享。 18、人类互相传递信息的方式多种多样，请你举出两例： ①____________________________________________________________ ②____________________________________________________________ 其中比较好的是第____________种，原因是____________________________________ 19、目前人们直接利用太阳能的方式有两种：一是把太阳能转化为内能。如____________二是把太阳能转化为电能 。如________________________。请你举出一个间接利用太阳能的实例。____________________________________。 20、获得核能有两种途径：大亚湾核电站是利用原子核的____________获得核能；还有一种获得核能 的途径是原子核的____________，如氢弹。 21、人类生存离不开能源，下列能源中：水能、煤、太阳能、石油、核能，可再生能源有________________________；化石能源有________________________。 三、作图与简答题（共28分） 22、光纤通信是现代通信的一种重要方式。光纤的内壁具有使光发生反射的特性，使从一端射入的光传播到光纤的另一端。请在图中作出光路图，表示光纤传输光信号的原理。（4分） 学校 班级 姓名 座号
1 电磁波基础知识
1 电磁波基础知识 1.1电磁场基本定义 交变电磁场的性质 在某空间内，任何电荷由于它本身的存在，受有一种与电荷成比例的力，则这空间内所存在的物质，也就是给电荷以作用力的物质称为电场。如果电场的存在是由于电荷的存在，则这种电场是符合库仑定律的，称为库仑电场。静止电荷周围所存在的电场，则称为静电场，它是库仑电场的一种特殊情形。运动电荷受到作用力的空间称为有磁场存在的空间。而且将这种了称为磁力。 此外，一个变动的磁场产生一个电场，此电场不但存在于变动磁场的范围里，并且还存在于邻近的范围里。同样，一个变动的电场在发生变动的范围和变动附近的范围里产生一磁场。 可见，不仅电荷可以产生电场，变化的磁场也能产生电场，不仅传导电流可以产生磁场，变化的电场（位移电流）也能产生磁场。 电磁波的性质 在空间的一定范围里无论是电或磁的情况有了一个扰动，那么这个扰动就不能被限制在该范围之内。在该范围里变动的场也在它附近的范围里产生场，这些场又在更外围的空间产生场，于是能量便被传播开来。当这种现象连续进行时，即有一含有电磁能量的波向外传播电磁波。 电磁发射：从源向外发射电磁能的现象。 电磁环境：存在于给定场所（空间）的所有电磁现象（包括全部时间和全部频谱）的总和。 电磁兼容：设备或系统在其中电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事务构成不能承受的电磁骚扰的能力。 电磁干扰：电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。 近场和远场： 我们知道，静电场、静磁场等静态场中是没有近场和远场之分，有场源就有场。静电荷周围的静电场，是随着与场源距离的增大而成平方反比的关系衰减的；而恒定电流产生的静磁场，则随着与场源距离的增大而成立方反比的关系衰减。当电磁场由静态场过渡到时变场时，电荷、电流周围依然存在电磁场，称为感应场或近场；此外，还出现一种新的电磁场成分，称为辐射场或远场，它是脱离电荷、电流并以电磁波的形式向外传播的电磁场。它一旦从电荷、电流等场源辐射出去，就按自身的规律运动，与场源后来的状态没有关系。感应场或近场是随着与场源距离的增大而成平方反比关系衰减的，而辐射场或远场仅与距离成反比关系衰减。 由于近场离场源较近，其场强要比远场大得多。随着离天线距离的增加，电场强度和磁场强度迅速减少。所以，近场的空间不均匀度较大，是一个复杂的非均匀场。场中包括储存的能量和辐射的能量，有驻波也有行波，等相位面很不规则，电磁波极化不易确定，场强变化梯度大等。 无论场源是电场源还是磁场源，当离场源距离大于λ/2π以后就变成了远场，这里λ为波长。这时电场和磁场方向垂直并且都和传播方向垂直成为平面电磁波。电场和磁场的比值为固定值，即波阻抗为120π，等于377欧姆。 由于远场距离场源远，场强一般较弱。由于电场和磁场随场源的距离成反比衰减，所以比近场的衰减慢的多，因此空间变化梯度小，比较均匀。 总之，近场的电场和磁场之间存在π/2的相位差，由它们构成的平均坡印亭矢量为零，大部分能量在电场和磁场之间，以及场和源之间交换而不辐射，很小一部分能量向外辐射，并在λ/2π距离以
电磁场与电磁波学习心得
电磁场与电磁波学习心得 在开始学习“电磁场与电磁波”之前，当我听到其学科名称的时候就产生了一种高深莫测的感觉，觉得电磁场应该是比较难的。但是出于对知识的渴望我怀着一颗求知的心投入了这个“新奇的”知识海洋。 当接触了“电磁场与电磁波”并开始学习的时候这种所谓的惧怕感还是依旧存在。每当读到某个科学家经过了反复的实验从而发现了一个著名的定理或是公式的时候我都非常向往，无疑这些名人事迹提高了我的学习兴趣。但是每当看到一个个繁杂的公式与难于理解的论证的时候，这都让我感到这门课程的难度之高。然而每当专心下来仔细思考，一点一点的从基础公式去推演论证的时候，我又能感受到其在科学与生活方面的独特魅力。 纵观电磁波发展史，人们很早就接触到电和磁的现象，并知道磁棒有南北两极。在18世纪，发现电荷有两种：正电荷和负电荷。不论是电荷还是磁极都是同性相斥，异性相吸，作用力的方向在电荷之间或磁极之间的连接线上，力的大小和它们之间的距离的平方成反比。但长期以来，人们只是发现了电和磁的现象，并没有发现电和磁之间的联系。后来奥斯特、安培、法拉第等人的研究又使人类又电磁波的认识进步了一个阶梯，19世纪中叶伟大的理论物理学家麦克斯韦总结了前人关于电磁学的研究成果，建立了完整的电磁场理论。这使得人们对电磁波的有了相对成熟的认识。 可以说电磁场理论是工科电类专业的一门重要的技术基础课。它在物理电磁学的基础上，进一步研究了宏观电磁现象的基本规律和分析方法，是深入理解和分析工程实际中电磁问题所必须掌握的基本知识。它的地位我觉得就像英语中的语法，用来分析句子和文章的成分结构，没有它我们只能死记硬背一些公式与结论，而利用了电磁理论就能很容易的分析一些实质性的问题从而有更加深刻的体会。很多实际工程问题只有通过电磁场才能揭示其本质。对电磁场的学习使我认识很多物理现象的本质。电磁场由相互依存的电磁和磁场的总和构成的一种物理场。电场随时间变化时产生磁场，磁场随时间变化时又产生电场，两者互为因果，形成电磁场。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。
电磁场与电磁波基础知识总结
第一章 一、矢量代数 A ?B =AB cos θ A B ?= AB e AB sin θ A ?(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 ρ?ρρ?l 矢量面元=+e e z dS d dz d d ρρ?ρρ? 体积元dz d d dV ?ρρ= 单位矢量的关系?=??=e e e e e =e e e e z z z ρ??ρ ρ? 3. 球坐标系 矢量线元d l = e r d r + e θ r d θ + e ? r sin θ d ? 矢量面元d S = e r r 2sin θ d θ d ? 体积元 ?θθd d r r dV sin 2= 单位矢量的关系?=??=e e e e e =e e e e r r r θ? θ??θ 三、矢量场的散度和旋度 1. 通量与散度 =?? A S S d Φ 0 lim ?→?=??=??A S A A S v d div v 2. 环流量与旋度 =??A l l d Γ max n 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 ?ρρρρρ?????= ++????A 22111()(s i n )s i n s i n ????= ++????A r A r A A r r r r ? θ θθθθ? x y z ? ????= ???e e e A x y z x y z A A A 1z z z A A A ρ?ρ?ρρ?ρ? ?? ??= ???e e e A
电磁场与电磁波学科发展历程
电磁场与电磁波学科发展历程 一.早期的电磁学研究 早期的电磁学研究比较零散，下面按照时间顺序将主要事件列出如下： 1650年，德国物理学家格里凯在对静电研究的基础上，制造了第一台摩擦起电机。1720年，格雷研究了电的传导现象，发现了导体与绝缘体的区别，同时也发现了静电感应现象。1733年，杜菲经过实验区分出两种电荷，称为松脂电和玻璃电，即现在的负电和正电。他还总结出静电相互作用的基本特征，同性排斥，异性相吸。1745年，荷兰莱顿大学的穆欣布罗克和德国的克莱斯特发明了一种能存储电荷的装置－莱顿瓶，它和起电机一样，意义重大，为电的实验研究提供了基本的实验工具。1752年，美国科学家富兰克林对放电现象进行了研究，他冒着生命危险进行了著名的风筝实验，发明了避雷针。 1777年，法国物理学家库仑通过研究毛发和金属丝的扭转弹性而发明了扭秤。1785－1786年，他用这种扭秤测量了电荷之间的作用力，并且从牛顿的万有引力规律得到启发，用类比的方法得到了电荷相互作用力与距离的平反成反比的规律，后来被称为库仑定律在早期的电磁学研究中，还值得提到的一个科学家是大家都已经在中学物理课本中学过的欧姆定律的创立者－欧姆。欧姆,1787年3月16日生于德国埃尔兰根城，父亲是锁匠。父亲自学了数学和物理方面的知识，并教给少年时期的欧姆，唤起了欧姆对科学的兴趣。16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学，由于经济困难，中途缀学，到1813年才完成博士学业。欧姆是一个很有天才和科学抱负的人，他长期担任中学教师，由于缺少资料和仪器，给他的研究工作带来不少困难，但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究，自己动手制作仪器。欧姆对导线中的电流进行了研究。他从傅立叶发现的热传导规律受到启发，导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差。因而欧姆认为，电流现象与此相似，猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力，即现在所称的电动势，并且花了很大的精力在这方面进行研究。开始他用伏打电堆作电源，但是因为电流不稳定，效果不好。后来他接受别人的建议改用温差电池作电源，从而保证了电流的稳定性。但是如何测量电流的大小，这在当时还是一个没有解
第十章 电磁波与信息技术
2019-2019学年度教科版物理九年级全一册同步练习 第十章电磁波与信息技术 班级姓名 1.下列过程中不能产生电磁波的是(B) A．打开或者关闭电灯时 B．电炉在关闭状态时 C．电冰箱的电路接通或断开时 D．电饭锅从加热状态自动跳到保温状态时 2.无线电广播中波段的频率范围是535kHz～1605kHz，试计算中波段电磁波波长的范围。(结果保留整数) 3.2019年1月18日，我国发射的世界首颗量子卫星“墨子号”正式交付用户单位使用，“墨子号”与地面控制系统交流靠的是(D) A．次声波B．X射线 C．红外线D．电磁波 4.下列关于信息的传递说法正确的是(C) A．车载GPS导航系统是利用超声波进行定位和导航的 B．电磁波不能在真空中传播 C．用三颗同步卫星就可实现全球通信 D．光纤通信只能传播图像信息，不能传播声音信息 5．下列说法中，错误的是(C) A．我们周围的空间充满了电磁波
B．在快速变化的电流周围会产生电磁波 C．由c＝λf可知，频率越高的电磁波传播得越快 D．频率越高的电磁波波长越短 6.地面与航天器之间传输信息的载体是(C) A．超声波B．次声波 C．电磁波D．光导纤维 7.我们生活在电磁波的海洋中。下列关于电磁波的说法正确的是 (C) A．月球上没有空气，电磁波不能传播 B．手机不是用电磁波来传递信息的 C．微波炉是用电磁波来加热食品的 D．利用电磁波不能传递声音信号，只能传递图像信号 8．某广播电台发射一种电磁波的频率为990千赫，中央人民广播电台发射一种电磁波的频率是15.58兆赫，它们发射电磁波的波长分别等于__303__m和__19__m。(保留整数部分) 9．打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大。取一节干电池和一根导线，靠近收音机将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触，会听到收音机发出“咔咔”声，这一现象说明周围的空间存在(B) A．超声波B．电磁波 C．X光线D．紫外线 10现在家庭中使用的电器较多，例如：①吸尘器；②手机；③
14.4 电磁波与信息化社会教案
14.4 电磁波与信息化社会 【教学目标】 （一）知识与技能 1．了解几种传感器的应用特点。 2．了解信息传递的主要途径――通过电磁波传输。 3．了解信息的处理和数字通信，信息记录等。 4．了解数字电视和因特网特点。 （二）过程与方法 感悟信息时代对人们的生产生活及研究带来的影响。了解信息的记录及相关应用。 （三）情感、态度与价值观 培养学生的科学精神和爱国主义精神。 【教学重点】电视机呈现原理，雷达定位原理。 【教学难点】图形与电信号的转化原理。 【教学方法】教师引导，学生阅读讨论 【教学用具】投影仪，幻灯片。 【教学过程】 （一）引入新课 师：上节课我们学习了电磁波的发射和接收过程，为了有效地发射电磁波，需要将闭合电路变成开放电路，然后将调制后的电磁波发射出去，在接收电路中通过调谐和解调，就可以得到我们所需要的信号了。 人类认识电磁波到现在只不过一百多年的时间，但电磁波在科学技术上已经得到十分广泛的应用，本节介绍无线电波的现代应用。 （二）进行新课 1．电磁波与信息的传递 师：请同学们阅读教材有关内容，谈一谈在人类文明发展史上，信息的传递经历了怎样的过程。 学生阅读、讨论。 生：语言的出现，文字的创造，纸和印刷术的发明，电磁波的发现。 师：电磁波的传输有何特点？ 生：可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以无线传输。电磁波的频率越高，相同时间内传输的信息量越大。 2．电视 教师提出问题，引导学生通过看书，讨论并回答问题（培养学生的阅读能力） （1）在电视的发射端需要什么仪器？ （2）电子枪的扫描路线是怎样的？
（3）在电视的接收端需要什么仪器？各起什么作用？ （4）你能说说调谐、检波的基本工作原理吗？ （5）显像管里的电子枪发射电子束的强弱受什么控制？它扫描的方式和步调与什么相同？ （6）摄像机在一秒钟内传送多少张画面？为什么在电视里我们看到的景象是连续的？ （7）你能说说伴音信号经过怎样的处理后被送到扬声器的吗？ 学生阅读课文后分组讨论，回答上述问题。 教师投影幻灯片做总结。出示电视信号的形成、发射和接收示意图投影片。 电脑演示电子枪的扫描过程 通过阅读课本，观看演示，师生共同得出结论： （1）电视信号的发射 在电视发射端，摄像镜头将被摄物体的像成在摄像管的屏上。电子枪发出的电子束按一定规律偏转，对屏上的图像进行逐行扫描。通过光电转换器件把一幅图像按照各个部分的明暗情况，逐点地变为强弱不同的电流，完成光电转换，就形成图像信号，图像信号和音频信号通过发射机的天线发射出去。 （2）电视信号的接收 电视接收机的天线接收到电磁波后，将视频信号与音频信号分开。视频信号通过显像管中的电子枪发射的受视频信号控制的电子束对荧光屏的扫描，将视频信号即电视信号转换为图像。音频信号通过扬声器转换成声音。 （3）摄像机与电视接收机中电子束扫描速率的关系 两种电器中电子束扫描的速率都相等。 3．雷达 阅读教材，思考问题：
人教版九年级物理第二十章信息的传递基础知识点
第二十章 信息的传递 知识网络构建 ()()()81876310 m/s γX c c f c f λλ??→??→???????????=?????=??电话的发明：年，贝尔构造：话筒（声音变化的电流），听筒电话 （变化的电流声音）电话交换机通信方式：模拟通信和数字通信产生：电流的迅速变化会在空间里激起电磁波不需要介质光波也是电磁波，真空中波速：电磁波传播波速、波长、频率之同的关系：家族：射线、射线、紫外线、可见光、红外线、微波、信无线电波息的传递 50 km ?????????????????????? ???? ? ????? ??????????? 无线电广播信号的发射与接收广播、电视和移动通信电视信号的发射与接收移动电话（工作原理、基地台） 微波透信：每隔左右需建设一个中继站驭星通信：用通信卫星做微波通信的中继站信息之路光纤通信：以激光为信息载体在光导纤维里传播网络通信：利用因特网实现资源共享和信息传递 知识能力解读 （一）信息 通俗地讲，信息是各种事物发出的有意义的消息。消息中包含的内容越多，信息量越大。语言、符号、图像是人类特有的三种信息。 在人类历史上，信息和信息的传播经历了五次巨大的变革：（1）语言的诞生；（2）文字的诞生；（3）印刷术的诞生；（4）电磁波的应用；（5）计算机技术的应用。每一次变革都推动了生产力的巨大发展，促进了人类文明的进步。 （二）电话 1．电话的组成： 话筒、听筒、电源。如图所示。
2．电话的基本原理：话筒中膜片振动产生变化的电流，使听筒中膜片振动。 3．话筒和听筒的组成 （1）话筒的组成：话筒由金属盒、炭粒、振动膜片组成。 （2）听筒的组成：听筒由电磁铁和膜片组成。 4．电话的工作原理 说话引起话筒金属盒内的炭粒忽松忽紧一电路中电阻忽大忽小一电路中电流忽小忽大一听筒内电磁铁的磁性忽弱忽强一膜片受到的磁力忽小忽大一引起膜片振动而发声。 （三）程控电话交换机 程控电话交换机是一种由计算机控制的自动电话交换机，利用其程序存储控制功能，为用户提供丰富的服务项目。用户只要在当地营业厅登记，并在电话机上进行正确操作，就可方便地使用各种新服务项目。程控交换机的速度快、容量大、使用灵活、可靠性高，可以提供多方通话。 图示 信号与声音 的关系 信号电流的 形式 优缺点应用 模拟信号 与声音的变 化情况相仿 连续的 信号易丢失、 失真 现在常常通 过模、数转 换，将它转换 成数字信号， 方便用计算 机处理 数字信号 用两个数据 的组合表示 声音的变化 离散的 抗干扰能力 强，易加工处 理 通信的发展 趋势 （五）电磁波的产生 如果在空间某处产生了一个随时间变化的电场，这个电场就会在空间产生磁场，如果这个磁场也是随时间变化的，那么它又会在空间产生新的电场……如图所示，这个变化的电场和磁场不局限于空间某个区域，而是由近及远地传播开去。电磁场的这种传播就形成了电磁波，即导体中电流的迅速变化会在空间激起电磁波。 （六）电磁波的传播 电磁波的传播是不需要介质的，在真空中的传播速度等于光速（3×108 m/s）。
电磁场与电磁波发展史教学总结
电磁场与电磁波发展 史
电磁场与电磁波发展史 这学期，我们学习了《电磁场与电磁波》这门课程，课程虽已结束，但在学习过程中获得的知识却会让我们每个人受益终身。每一门学科都有一个发展完善的过程，我将用自己查阅到的资料与自己的理解简单介绍一下电磁场与电磁波的发展史。 电磁学是研究电磁现象的规律的学科，其中，在电磁学里，电磁场（elect- -romagnetic field）是一种由带电物体产生的一种物理场；电磁波（electromagnetic wave）（又称电磁辐射）是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。关于电磁现象的观察记录，可以追溯到公元前6世纪希腊学者泰勒斯（Thales），他观察到用布摩擦过的琥珀能吸引轻微物体，英文中“电”的语源就来自希腊文“琥珀”一词。在我国，最早是在公元前4到3世纪战国时期《韩非子》中关于司南（一种用天然磁石做成的指向工具）和《吕氏春秋》中有关“慈石召铁”的记载。由此可见，电磁现象很早就已经被发现。然而真正对电磁现象的系统研究则要等到十六世纪以后，并且静电学的研究要晚于静磁学，这是由于难以找到一个能产生稳定静电场的方法，这种情况一直持续到1660年摩擦起电机被发明出来。十八世纪以前，人们一直采用这类摩擦起电机来产生研究静电场，代表人物如本杰明·富兰克林。人们在这一时期主要了解到了静电力的同性相斥、异性相吸的特性、静电感应现象以及电荷守恒原理。后来，人们曾将静电力与在当时已享有盛誉的万有引力定律做类比，发现彼此在理论和实验上都有很多相似之处，包括实验观测到带电球壳内部的球体
九年级物理下册第十章电磁波与信息技术2电磁波的应用教案
2.电磁波的应用 ┃教学过程设计┃
得信息，充当测量或检测工具；第三，电磁波能承载信息并 传播信息，充当信息传播的媒介。 教师利用多媒体播放大量关于电磁波信息方面的应用实例， 让学生分类。 结合教材如图10－2－4所示的无线电广播的工作过程，讲解 “调制”和“解调”，可以类比信鸽传信过程理解。 补充电视信号的发射和接收过程如图10－2－1所示。 学生活动：讨论电磁波的信息特性还有哪些应用？ 2.电磁波能量特性的应用 学生讨论活动：学生阅读并讨论教材，回答下列几个问题。 (1)我们使用的哪些能源来自于太阳能？ (2)太阳能有哪些优点和缺点？ (3)你所了解的都有哪些种类的发电，其中哪些是直接或间接 利用了太阳能？ 对于激光、X射线和γ射线等高频电磁波在能量方面的应用， 在学生讨论学习的基础上老师利用多媒体课件播放有关激光 利用的视频实例或图片。 三、反思总结 1.请学生反思自己本节课的学习情况，谈谈收获和体会。 2.老师小结。 ┃教学小结┃ 【板书设计】 1.电磁波在信息方面的应用 第一，电磁波携带信息。 第二，电磁波可以帮助人们获得信息。 第三，电磁波能承载信息并传播信息，充当信息传播的媒介。 2.电磁波能量特性的应用 太阳能、激光、X射线和γ射线等高频电磁波的利用。 【教学反思】 本节课主要是介绍电磁波的应用，能够让学生理解利用电磁波主要是利用电磁波具有的信息特征和能量特性。教学过程中可以尽可能多地收集一些电磁波应用实例图片或视频材料利用多媒体展示给学生。对于教学的难点“调制”和“解调”不要要求太深，只是能够让学生知道可以把声音、图像或文字信息加入到电磁波中传播，然后解释并“解调”出来放大播出就可以。教学过程还可以通过让学生多讨论、多活动的方式，以发挥其主体地位。
10.1～10.3 电磁波与信息技术—教科版九年级物理下册学案
第十章电磁波与信息技术 一、知识梳理 （一）认识电磁波 1．电磁波的产生：当导体中有______、______变化很快的电流通过时，在其周围的空间会产生变化的______场和______场，这种变化的______场和______场在空间向四周传播，从而产生了电磁波． 2．电磁波的传播：电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，也可以在固体、液体和气体中传播，但金属容器对电磁波具有屏蔽作用． 3．描述电磁波 （1）频率（f）：在1s内完成的__________________．频率是由波源振动的快慢决定的，单位是______． （2）波长（λ）：波源振动一次（即完成一次周期性变化）传播的______（波峰和波峰之间，或波谷和波谷之间的最小间隔），单位是______． （3）波速（c）：电磁波在真空中的速度大小为______．同频率的电磁波，在不同介质中的速度不同． （4）电磁波的波速、波长和频率之间的关系为：______．波速c是一定的，所以波长λ与频率f成______，即电磁波的频率越低，波长越长． （二）电磁波谱 1．电磁波是个大家族，无线电波、______、可见光、______、______、γ射线都是电磁波家族中的成员． 2．光是一种______，光在真空中的传播速度为______，所有电磁波在真空中都以______传播． （三）电磁波与我们的生活 1．电磁波具有能量．在电磁波的大家族里，每个成员都具有不同的能量和不同的频率范围．它们具有不同的物理特性和用途．γ射线、X射线的穿透能力很强，利用γ射线可以____________，利用X射线可以透视______或消灭肿瘤；紫外线可以用来灭菌______；利用红外线可以成像；利用无线电波可以传递______等． 2．电磁波的应用已成为人类文明的重要标志，但越来越多的电磁波不同程度的影响着我们的健康，
经典电磁场理论发展简史..
电磁场理论发展史 ——著名实验和相关科学家 纲要： 一、定性研究 1、吉尔伯特的研究 2、富兰克林 二、定量研究 1、反平方定律的提出 2、电流磁效应的发现 3、电磁感应定律及楞次定律 4、麦克斯韦方程 5、电磁波的发现 三、小结 一、定性研究 1、吉尔伯特的研究 他发现不仅摩擦过的琥珀有吸引轻小物体的性质，而且一系列其他物体如金刚石、水晶、硫磺、明矾等也有这种性质，他把这种性质称为电性，他是第一个用“电力”、“电吸引”、“磁极”等术语的人。吉尔伯特把电现象和磁现象进行比较，发现它们具有以下几个截然不同的性质： 1.磁性是磁体本身具有的，而电性是需要用摩擦的方法产生； 2.磁性有两种——吸引和排斥，而电性仅仅有吸引（吉尔伯特不知道有排斥）； 3.磁石只对可以磁化的物质才有力的作用，而带电体可以吸引任何轻小物体； 4.磁体之间的作用不受中间的纸片、亚麻布等物体的影响，而带电体之间的作用要受到中间这些物质的影响。当带电体浸在水中，电力的作用可以消失，而磁体的磁力在水中不会消失； 5.磁力是一种定向力，而电力是一种移动力。
2、富兰克林的研究 富兰克林（公元1706一1790）原来是费城的印刷商，他通过书本和科学上的来往获得了丰富知识，他利用莱顿瓶做出的第一项重要工作，是根据莱顿瓶内外两种电荷的相消性，在杜菲的“玻璃电”和“树脂电”的基础上提出正电和负电的概念。 富兰克林所做的第二项重要工作是统一了天电和地电。 二、定量研究 1、反平方定律的提出 1750年前后，彼得堡科学院院士埃皮努斯在实验中发现；当发生相互作用的电荷之间的距离缩短时，两者之间的吸引力和排斥力便增加。1766年富兰克林写信给他在德国的一位朋友普利斯特利（公元1733一1804），介绍了他在实验中发现在金属杯中的软木球完全不受金属杯电性的影响的现象。他请普利斯特利给予验证。 英国科学家卡文迪许在1772年做了一个电学实验，他用一个金属球壳使之带电，发现电荷全部分布在球壳的外表面，球腔中任何一点都没有电的作用。 法国物理学家库仑（公元1736—1806），起先致力于扭转和摩擦方面的研究。由于发表了有关扭力的论文，于1781年当选为国家科学院院士。他从事研究毛发和金属丝的扭转弹性。1784年法国科学院发出船用罗盘最优结构的悬奖征文，库仑转而研究电力和磁力问题。 1785年库仑自制了一台精巧的扭秤，作了电的斥力实验，建立了著名的库仑定律：两电荷之间的作用力与其距离的平方成反比，和两者所带电量的乘积成正比。 公式：F=k*(q1*q2)/r^2 2、电流磁效应的发现 丹麦物理学家奥斯特（公元1777—1851）首次发现电流磁效应，揭开了电和磁两种现象的内在联系，从此开始了电磁学的真正研究。 1820年4月在一次关于电和磁的讲课快结束时，他抱着试试看的心情做了实验，在一根根细的铂丝导线的下面放一个用玻璃罩罩着的小磁针，用伽伐尼电池将铂丝通电，他发现磁针偏转，这现象虽然未引起听讲人的注意，却使他非常激
电磁场与电磁波公式总结
电磁场与电磁波复习 第一部分 知识点归纳 第一章 矢量分析 1、三种常用的坐标系 （1）直角坐标系 微分线元：dz a dy a dx a R d z y x → → → → ++= 面积元：?????===dxdy dS dxdz dS dydz dS z y x ，体积元：dxdydz d =τ （2）柱坐标系 长度元：?????===dz dl rd dl dr dl z r ??，面积元??? ??======rdrdz dl dl dS drdz dl dl dS dz rd dl dl dS z z z r z r ????，体积元：dz rdrd d ?τ= （3）球坐标系 长度元：?????===?θθ?θd r dl rd dl dr dl r sin ，面积元：??? ??======θ ?θ? θθθ??θθ?rdrd dl dl dS drd r dl dl dS d d r dl dl dS r r r sin sin 2，体积元： ?θθτd drd r d sin 2= 2、三种坐标系的坐标变量之间的关系 （1）直角坐标系与柱坐标系的关系 ?? ? ? ? ??==+=?????===z z x y y x r z z r y r x arctan ,sin cos 2 2??? （2）直角坐标系与球坐标系的关系 ? ?? ? ?? ??? =++=++=?????===z y z y x z z y x r r z r y r x arctan arccos ,cos sin sin cos sin 2 22 2 22?θθ?θ?θ （3）柱坐标系与球坐标系的关系 ?? ? ? ???=+=+=?????===??θθ??θ2 2 '2 2''arccos ,cos sin z r z z r r r z r r 3、梯度
2018届中考物理总复习电磁波与信息技术专题训练
电磁波与信息技术 一、选择题 1. 汽车中应用了许多物理知识，下列说法中正确的是（） A. 导航仪是利用超声波进行定位导航 B. 安全带是为了防止惯性带来的危害 C. 发动机的做功冲程将机械能转化为内能 D. 水箱中用水做冷却剂，是因为水有较小的比热容 【答案】B 2.对于波长为300m的电磁波，以下分析正确的是（） A. 它的传播速度一定是3×108m/s B. 它的频率是106Hz C. 该电磁波在水中传播的频率不等于106Hz D. 该电磁波在水中的波长仍为300m 【答案】B 3.关于磁场、电磁波，下列说法正确的是（） A. 电磁波在真空中传播的速度是3×105m/s B. 通电直导线周围存在磁场，通电弯曲导线周围不存在磁场 C. 光纤通信是利用光经多次反射进行传输光信号的 D. 发电机是利用磁场对电流作用的原理进行工作的 【答案】C 4.下列方式中，不属于现代通信方式的是（） A. 卫星通信 B. 光线通 信 C. 网络通 信 D. 书信通信 【答案】D 5.关于电子邮件，下列说法正确的是（） A. 发送电子邮件必须输入对方的信箱地址 B. 电子信箱是某用户计算机上的空间 C. 对方的计算机没开机，邮件就没法发送 D. 发送电子邮件必须输入自己的信箱地址
6.广播电台或广播电视台的发射天线的作用是（） A. 发射音频电流激发的电磁波 B. 发射视频电流激发的电磁波 C. 把音频电流和视频电流加载到更高频率的射频电流上，再通过天线发射 D. 三种电流不经调制通过天线发射三种不同的电磁波 【答案】C 7.下面是几位同学关于电话的几种说法，你认为正确的是（） A. 电话能将声音沿着导线传至对方 B. 电话是通过导线将携带信息的电流传给对方的 C. 话筒中变化的电流使膜片在磁场中振动，发出声音 D. 听筒中把声音变成变化的电流 【答案】B 8. 小明家的计算机通过光纤接入互联网，光纤的作用是（） A. 输电 B. 通 信 C. 导 热 D. 照明 【答案】B 9.下列说法正确的是( ) A. 电磁波频率越高，传播速度越快 B. 电磁波频率越低，传播速度越快 C. 电磁波的速度只与它的波长有关 D. 电磁波的速度与它的频率无关 【答案】D 10.下列关于电磁波的说法中正确的是（） A. 超声波属于电磁 波 B. 可见光不属于电磁波 C. 电磁波传播速度是 340m/s D. 卫星通信利用电磁波传递信号
高中物理 第14章 电磁波 4、5 电磁波与信息化社会、电磁波谱学业分层测评 新人教版
电磁波与信息化社会、电磁波谱 (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．古代也采用过“无线”通信的方式，如利用火光传递信息的烽火台，利用声音传递信号的鼓等，关于声音与光，下列说法中正确的是( ) A．声音是机械波 B．声音是电磁波 C．光是电磁波 D．光是机械波 E．声音和光都能发生干涉和衍射现象 【解析】声音必须在介质中传播，是机械波；光可以在真空中传播，是电磁波．【答案】ACE 2．关于雷达的特点，下列说法正确的是( ) 【导学号：23570146】 A．雷达所用无线电波的波长比短波还短 B．雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标 C．雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离 D．雷达在能见度低的黑夜将无法使用 E．雷达的使用与黑夜和白天无关 【解析】雷达一般采用直线性好、反射性强的微波，不是连续发射无线电波，每次发射的时间及两次发射的时间间隔都有一定要求，障碍物的距离等情况都由显示屏显示出来．【答案】ACE 3．关于红外线的作用与来源，下列说法正确的是( ) A．一切物体都在不停地辐射红外线 B．红外线具有很强的热作用 C．红外线具有很强的荧光作用 D．红外线的显著作用是化学作用 E．红外线容易穿透云雾 【解析】荧光作用和化学作用都是紫外线的重要特性，红外线波长比可见光长，绕过障碍物能力强，易穿透云雾． 【答案】ABE 4.如图14-4-4所示为收音机接收电磁波的电路，由线圈L1与可变电容器C1组成，它相当于一个LC振荡电路，当各个无线电台发射的电磁波都通过磁棒后，会在L1中不同程度地产生感应电流(振荡电流)，当可变电容调至某一值(选台)使其振荡频率恰好与武汉人民广播
电磁场与电磁波学习感悟
浅谈麦克斯韦方程组与电磁学感悟 概述 麦克斯韦方程组是英国物理学家麦克斯韦在19世纪建立的描述电场与磁场的四个基本方程。方程组的微分形式，通常称为麦克斯韦方程。在麦克斯韦方程组中，电场和磁场已经成为一个不可分割的整体。该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律，并预言了电磁波的存在。 历史背景与提出过程 1845年，关于电磁现象的三个最基本的实验定律：库仑定律（1785年），安培—毕奥—萨伐尔定律（1820年），法拉第定律（1831-1845年）已被总结出来，法拉第的“电力线”和“磁力线”概念已发展成“电磁场概念”。 法拉第用直观、形象、自然的语言表述的物理观念发表之后，由于没有严密的数学论证，仅有少数理论物理学家对它表示欢迎，而大多数都认为缺乏理论的严谨性。麦克斯韦非常钦佩法拉第的思想，把法拉第天才的观念用清晰准确的数学形式表示出来，使之更具有深刻性和普遍性。 麦克斯韦与法拉第不同，他是一位极优秀的数学家，具有很高的数学天赋，早年的兴趣主要在纯数学方面，他是英国著名数学家霍普金斯(W，H“妙ins)的研究生，在这位数学家的指导下，不到三年就基本上掌握了当时所有先进的数学方法，成为一名有为的青年数学家，并且，麦克斯韦在他的直接影响下，很注重数学的应用，这一点对日后完成电磁场理论无疑是很关键的。 麦克斯韦本着为法拉第观念提供数学方法的思想，认真分析了法拉第的场和力线，同时考察了诺伊曼(F.E.Neumann，1795一1595)和韦伯(w.E.Weber，1804一1891)所发展起来的超距作用的电磁理论，发现“其假设中所包含着的机制上的困难”决定从“另一方面寻找对事实的解释”。他继承了法拉第的场观念和近距作用J思想，于1855年发表了其电磁学的第一篇重要论文一一《论法拉第的力线》。采用几何观点，类比流体力学理论，对法拉第的场作了精确的数学处理，将这一物理观念表示为清晰的几何图象，对电磁感应作了定量表述，导出了电流周围磁力线与磁力的关系，建立了描述电流和磁力线的一些物理量之间定量关系的微分方程，可以说这是把法拉第的物理成功地翻译成了数学，用数学方程描述法拉第力线。虽然还没有解决物理现象的
电磁场与电磁波复习要点
电磁场与电磁波期末考试知识点要求 矢量分析和场论基础 1、理解标量场与矢量场的概念； 场是描述物理量在空间区域的分布和变化规律的函数。 2、理解矢量场的散度和旋度、标量场的梯度的概念，熟练掌握散度、旋度和梯度的计算公式和方法（限直角坐标系）。 梯度：x y z u u u u x y z ????= ++???e e e ， 物理意义：梯度的方向是标量u 随空间坐标变化最快的方向； 梯度的大小：表示标量u 的空间变化率的最大值。 y x z A A A x y z ?????=++???A 散度：单位空间体积中的的通量源，有时也简称为源通量密度， 高斯定理： () () V S dV d ??=???? ??A A S ò， x y z y y x x z z x y z x y z A A A A A A x y z y z z x x y A A A ??????????? ??????= =-+-+- ? ? ????????????????e e e A e e e 旋度：其数值为某点的环流量面密度的最大值，其方向为取得环量密度最大值时面积元的法线方向。 斯托克斯定理： () () S L d d ???=??? ?A S A l ? 数学恒等式：()0u ???=，()0????=A 3、理解亥姆霍兹定理的重要意义： 若矢量场 A 在无限空间中处处单值，且其导数连续有界，源分布在有限区域中，则矢量场由其散度和旋度唯一地确定，并且矢量场 A 可表示为一个标量函数的梯度和一个矢量函数的旋度之和。u =??-?A F
静电场和恒定磁场 1、 理解静电场与电位的关系，Q P u d =??E l ，()()u =-?E r r 2、 理解静电场的通量和散度的意义， d d d 0V S V S V ρ??=???=?????D S E l ?? ，0V ρ??=?? ??=?D E 静电场是有散无旋场，电荷分布是静电场的散度源。 3、 理解静电场边值问题的唯一性定理，能用平面镜像法解简单问题； 唯一性定理表明：对任意的静电场，当电荷分布和求解区域边界上的边界条件确定时，空间区域的场分布就唯一地确定的 镜像法：利用唯一性定理解静电场的间接方法。关键在于在求解区域之外寻找虚拟电荷，使求解区域内的实际电荷与虚拟电荷共同产生的场满足实际边界上复杂的电荷分布或电位边界条件，又能满足求解区域内的微分方程。 点电荷对无限大接地导体平板的镜像： 当两半无限大相交导体平面之间的夹角为α时，n =3600/α，n 为整数，则需镜像电荷数为n -1. 4、 理解恒定磁场的环量和旋度的意义， 0L d d I ??=?? ?=??????S B S H l òò , 0 V ??=?? ??=? B H J 表明磁场是无散有旋场，电流是激发磁场的旋涡源。 5、 理解矢量磁位的意义，并能根据矢量磁位计算磁场。 B=?×A ，（库仑规范：0??=A ） XY 平面 X )