电磁场与电磁波理论 概念归纳
自然科学知识：电磁波和电磁场的理论和实践
自然科学知识：电磁波和电磁场的理论和实践电磁波和电磁场是现代科学中的两个基本概念，它们对我们生活中的通讯、娱乐和医疗等方面有着极为重要的作用。
本文章将从电磁波和电磁场的理论和实践两个方面，探讨它们的基本概念、性质和应用。
一、电磁波的理论电磁波是由一种特殊的物质——电场和磁场相互作用所产生的，可以在真空中传播的一种波动现象。
放置在电场中的电荷会在电场的作用下发生运动，从而形成一个变化的电流，而这个变化的电流就会产生一个变化的磁场。
随着电场和磁场的反复变化，产生的能量就会向外辐射，形成电磁波。
电磁波具有很多种类，其中最常见的就是无线电波，包括AM波和FM波。
无线电波的频率一般在几十千赫兹到几百兆赫兹之间，是一种非常重要的通讯工具。
电视信号、手机信号、卫星通讯等都是利用电磁波来传递的。
二、电磁场的理论电磁场是由电荷和电流所产生的一种场，它可以传递电磁波，影响物质的运动和形态。
电磁场是由电荷和电流围绕它们周围产生的电场和磁场的相互作用而形成的，它是一个有方向有大小的物理量，以矢量形式存在。
电场的单位是伏/米，磁场的单位是特斯拉。
电磁场不仅在自然界中广泛存在，还是工业、航空、通讯等领域中的重要应用。
在医学领域中，MRI技术就是基于电磁场的原理设计而成的，它可以通过电磁波的辐射来捕捉人体内部的图像，既无创又准确，是一种非常重要的医学检查手段。
三、电磁波和电磁场的实践在现实生活中，电磁波和电磁场的应用极为广泛，它们可以帮助人类解决众多问题，创造历史性的进展。
一些车辆和厂房需要进行金属探伤，以检测出金属内部的结构缺陷，这就需要应用到电磁波的原理。
在通讯领域中，无线电波的应用范围更为广泛，在缩短人与人之间的距离、传递信息等方面发挥着越来越重要的作用。
在现代医学科技领域中，电磁场起着至关重要的作用。
比如，静磁共振成像技术（MRI）就是一种基于电磁场的诊断技术，它能够有效地诊断出人类身体各个部分的情况，从而帮助医生精准诊断疾病的类型和程度。
电磁场与电磁波知识点总结 知乎
电磁场与电磁波知识点总结知乎
电磁场和电磁波是物理学中的重要基础知识，涉及到电学、磁学、波动光学等多个领域。
下面是对电磁场和电磁波的一些重要知识点总结：
1. 电场和磁场：电场是指空间中由电荷引起的电力作用，磁场是指空间中由电流引起的磁力作用。
电场和磁场都是矢量场，可以用矢量图形表示。
2. 麦克斯韦方程组：麦克斯韦方程组是描述电磁场行为的基本方程，包括四个方程：高斯定理、高斯磁定理、法拉第电磁感应定律和安培环路定理。
3. 电磁波：电磁波是由电场和磁场相互作用引起的一种波动现象，包括无线电波、可见光、紫外线、X射线等。
电磁波具有波长、频率等特征，可以用波动方程表示。
4. 偏振：偏振是指电磁波中电场矢量的振动方向。
根据电场矢量的振动方向，电磁波可以分为线偏振、圆偏振和不偏振等。
5. 折射和反射：当电磁波从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象，即波的传播方向改变。
同时，当电磁波遇到介质的边界时，会发生反射现象，即波发生反向传播。
折射和反射现象可以用斯涅尔定律和菲涅尔公式计算。
6. 衍射和干涉：电磁波在经过小孔或射缝等障碍物时，会发生衍射现象，即波扩散后形成干涉条纹。
同时，当两束电磁波相遇时，会发生干涉现象，即波的振幅会增强或减弱。
衍射和干涉现象可以用
菲涅尔衍射和双缝干涉等理论进行描述。
以上是电磁场和电磁波的一些重要知识点总结。
熟练掌握这些知识，对于理解电学、磁学、波动光学等学科都具有重要意义。
电磁场与电磁波基础知识总结
电磁场与电磁波基础知识总结静电场是指电场和电荷之间关系稳定不变的情况下的电磁场。
在静电场中，电场的强度由电荷及其分布决定，遵循库仑定律。
静磁场是指磁场和磁荷之间关系稳定不变的情况下的电磁场。
在静磁场中，磁场的强度由磁荷及其分布决定，遵循比奥-萨伐尔定律。
静电场和静磁场所产生的相互作用称为电磁感应。
变化电磁场是指电荷和磁荷随时间变化而产生的电磁场。
在变化电磁场中，电场和磁场相互作用、相互产生、相互影响，遵循麦克斯韦方程组。
电场和磁场的变化会引起彼此的变化，形成电磁波的传播。
电磁波是电磁场的一种特殊表现形式，它是由电场和磁场相互作用而产生的一种能量传播方式。
电磁波是横波，垂直于电磁场传播方向的振动方向，传播速度等于真空中光速，约为3×10^8米/秒。
在电磁波中，电场和磁场的振幅相等、相位差为90°，并且电场和磁场的变化存在一定的关系，它们之间满足麦克斯韦方程组的关系式。
根据电磁波的频率范围，可以将电磁波分为射频波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
不同频率的电磁波所具有的性质和应用也不同，例如，微波可以用于通讯和加热食物，红外线可用于夜视和遥控等。
电磁场和电磁波在现代科学技术中有广泛的应用。
电磁波的发现和应用是无线通信、雷达、卫星通信、数字电视、手机等现代通讯技术的基础。
电磁波对物质的作用和能量的传递是放射治疗、医学诊断以及无线能量传输的基础。
电磁波与物质相互作用和散射形成了X射线检查、光电子学、红外光谱学等现代科学技术的核心原理。
总结起来，电磁场与电磁波是电磁学的基础知识。
电磁场是电场和磁场的总和，根据静态和动态特性可以分为静电场、静磁场和变化电磁场。
电磁波是电磁场的一种特殊表现形式，是由变化电磁场产生的能量传播方式。
电磁场和电磁波在现代科学技术中有广泛的应用。
深入理解和应用电磁场与电磁波的原理，对于掌握电磁学的基础知识和发展现代科学技术具有重要意义。
电子行业电磁场与电磁波(知识点)
电子行业电磁场与电磁波（知识点）电子行业是一个广泛且快速发展的行业，众多的电子设备与技术改变了我们的生活。
在电子行业中，电磁场与电磁波是关键的知识点之一。
本文将深入探讨电子行业中关于电磁场与电磁波的相关知识。
一、电磁场的概念及特点电磁场是电磁力的载体，是电荷或电流的存在所致的一种场。
电场与磁场是电磁场的两个基本概念。
电场是由电荷产生的，而磁场则是由电流产生的。
电磁场具有以下特点：1. 电场和磁场互相作用：根据法拉第电磁感应定律，一个变化的磁场可以在相邻的电路中产生电动势。
同样，一个变化的电场可以在相邻的导体中产生感应电流。
这种相互作用是基于电磁场的重要特点之一。
2. 电磁波的传播：根据麦克斯韦方程组，当电场和磁场发生变化时，它们可以相互激发，并以电磁波的形式传播。
电磁波可以在真空中传播，无需介质的支持。
这是无线通信和无线电波传输的基础原理。
3. 电磁波的频率和波长：电磁波具有不同的频率和波长。
频率是指单位时间内波动的次数，通常用赫兹（Hz）表示。
波长是指电磁波的一个周期所对应的长度，通常用米（m）表示。
不同频率和波长的电磁波在电子行业中起到不同的作用。
二、电磁场与电子设备电磁场在电子设备中起到重要的作用，以保证设备的正常运行。
例如，我们常见的手机、电视、电脑等设备都依赖于电磁场的产生和传播。
以下是几个例子：1. 无线通信：手机是电子行业中最具代表性的设备之一。
手机中的通信模块利用电磁波的传播特性，将信号转化为电磁波，通过天线发送出去。
电磁波在空间中传播，并被接收方的设备接收与解码，实现通信。
2. 电子显示器：电视、电脑显示器等设备利用电磁场控制像素的亮度和颜色。
电子显示器中的荧光物质受到电磁场激发后会发出可见光，通过控制电磁场的强度和频率，可以调整屏幕上像素的亮度和颜色。
3. 磁共振成像：磁共振成像（MRI）是一种医学影像技术，通过使用电磁场和无线电波来生成高质量的身体断层影像。
磁共振成像利用强磁场产生一系列电磁波来与人体的原子核相互作用，从而获取身体内部的详细结构信息。
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。
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 θA B⨯=ABe 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 =++le e e d x y z矢量面元=++Se 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 y2. 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 dVϕρρ= 单位矢量的关系⨯=⨯⨯=e e e e e =e e e e zz z ρϕϕρρϕ3. 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ϕθθd d r r dV sin 2= 单位矢量的关系⨯=⨯⨯=e e e e e =e e e e r rr θϕθϕϕθ三、矢量场的散度和旋度 1. 通量与散度=⋅⎰A S Sd Φ 0lim∆→⋅=∇⋅=∆⎰A S A A Sv d div v2. 环流量与旋度=⋅⎰A l ld Γ maxn 0rot =lim∆→⋅∆⎰A lA e lS d S3. 计算公式∂∂∂∇=++∂∂∂⋅A y x zA A A x y z11()zA A A zϕρρρρρϕ∂∂∂∇=++∂∂∂⋅A 22111()(s i n )s i n s i n ∂∂∂∇=++∂∂∂⋅A r A r A A r r r r ϕθθθθθϕxy z ∂∂∂∇⨯=∂∂∂e e e A x y zx y z A A A1z zz A A A ρϕρϕρρϕρ∂∂∂∇⨯=∂∂∂e e e A21sin sin rr zr rA r A r A ρϕθθθϕθ∂∂∂∇⨯=∂∂∂e e e A4. 矢量场的高斯定理与斯托克斯定理⋅=∇⋅⎰⎰A S A SVd dV⋅=∇⨯⋅⎰⎰A l A S lSd 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 llcos cos cos ∂∂∂∂=++∂∂∂∂P uu u ulx y zαβγ cos ∇⋅=∇e l u u θ grad ∂∂∂∂==+∂∂∂∂e e e +e n x y z u u u u u n x y z2. 计算公式∂∂∂∇=++∂∂∂e e e xy z u u uu x y z1∂∂∂∇=++∂∂∂e e e z u u uu zρϕρρϕ 11sin ∂∂∂∇=++∂∂∂e e e ru u uu r r r zθϕθθ 五、无散场与无旋场1. 无散场()0∇⋅∇⨯=A =∇⨯F A 2. 无旋场 ()0∇⨯∇=u -u =∇F六、拉普拉斯运算算子 1. 直角坐标系22222222222222222222222222222222∂∂∂∇=++∇=∇+∇+∇∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∇=++∇=++∇=++∂∂∂∂∂∂∂∂∂A e e e x x y y z zy y y x x x z z z x y z u u u u A A A x y zA A A A A A A A A A A A x y z x y z x y z，，2. 圆柱坐标系22222222222222111212⎛⎫∂∂∂∂∇=++ ⎪∂∂∂∂⎝⎭∂∂⎛⎫⎛⎫∇=∇--+∇-++∇ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭A e e e z z u u uu z A A A A A A A ϕρρρρϕϕϕρρρρρϕρρϕρρϕ3. 球坐标系22222222111sin sin sin ⎛⎫∂∂∂∂∂⎛⎫∇=++ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭u u uu r r r r r r θθθϕθϕ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+-∂∂+∇+⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂--∂∂+∇+⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-∂∂---∇=∇ϕθθθϕθϕθθθθϕθθθθϕϕϕϕθθθϕθθA r A r A r A A r A r A r A A r A r A r A r A r r r r r 222222222222222222sin cos 2sin 1sin 2sin cos 2sin 12sin 22cot 22e e e A七、亥姆霍兹定理如果矢量场F 在无限区域中处处是单值的，且其导数连续有界，则当矢量场的散度、旋度和边界条件（即矢量场在有限区域V’边界上的分布）给定后，该矢量场F 唯一确定为()()()=-∇+∇⨯F r r A r φ其中1()()4''∇⋅'='-⎰F r r r r V dV φπ 1()()4''∇⨯'='-⎰F r A r r r V dV π第二章一、麦克斯韦方程组 1. 静电场 真空中：001d ==VqdV ρεε⋅⎰⎰SE S （高斯定理）d 0⋅=⎰lE l 0∇⋅=E ρε0∇⨯=E场与位：3'1'()(')'4'V dV ρπε-=-⎰r r E r r r r ϕ=-∇E 01()()d 4πV V ρϕε''='-⎰r r |r r |介质中：d ⋅=⎰D S Sqd 0⋅=⎰lE l ∇⋅=D ρ 0∇⨯=E极化：0=+D E P ε e 00(1)=+==D E E E r χεεεε ==⋅P e PS n n P ρ =-∇⋅P P ρ2. 恒定电场电荷守恒定律：⎰⎰-=-=⋅Vsdv dtddt dq ds J ρ 0∂∇⋅+=∂J tρ传导电流与运流电流：=J E σ ρ=J v恒定电场方程：d 0⋅=⎰J S Sd 0⋅=⎰J l l0∇⋅=J 0∇⨯J =3. 恒定磁场 真空中：0 d ⋅=⎰B l lI μ （安培环路定理）d 0⋅=⎰SB S 0∇⨯=BJ μ0∇⋅=B场与位：03()( )()d 4π ''⨯-'='-⎰J r r r B r r r VV μ =∇⨯B A 0 ()()d 4π'''='-⎰J r A r r r V V μ介质中：d ⋅=⎰H l lId 0⋅=⎰SB S ∇⨯=H J 0∇⋅=B磁化：=-BH M μ m 00(1)=+B H =H =H r χμμμμ m =∇⨯J M ms n =⨯J M e4. 电磁感应定律() d d in lCdv B dldt ⋅=-⋅⨯⋅⎰⎰⎰SE l B S +）（法拉第电磁感应定律∂∇⨯=-∂BE t5. 全电流定律和位移电流全电流定律： d ()d ∂⋅=+⋅∂⎰⎰D H l J S lSt∂∇⨯=+∂DH J t 位移电流：d =DJ d dt6. Maxwell Equationsd ()d d d d d 0∂⎧⋅=+⋅⎪∂⎪∂⎪⋅=-⋅⎪∂⎨⎪⋅=⎪⎪⋅=⎪⎩⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰D H J S B E S D S B S lS l SS V Sl tl t V d ρ 0∂⎧∇⨯=+⎪∂⎪∂⎪∇⨯=-⎨∂⎪∇⋅=⎪⎪∇⋅=⎩D H J BE D B t tρ()()()()0∂⎧∇⨯=+⎪∂⎪∂⎪∇⨯=-⎨∂⎪∇⋅=⎪⎪∇⋅=⎩E H E H E E H t t εσμερμ 二、电与磁的对偶性em e m em e e m m e e m mm e 00∂∂⎫⎧∇⨯=-∇⨯=⎪⎪∂∂⎪⎪∂∂⎪⎪∇⨯=+∇⨯=--⎬⎨∂∂⎪⎪∇=∇=⎪⎪⎪⎪∇=∇=⎩⎭⋅⋅⋅⋅B D E H DB H J E J D B D B t t&tt ρρ m e e m ∂⎧∇⨯=--⎪∂⎪∂⎪∇⨯=+⇒⎨∂⎪∇=⎪⎪∇=⎩⋅⋅B E J D H J D B t t ρρ三、边界条件1. 一般形式12121212()0()()()0n n S n Sn σρ⨯-=⨯-=→∞⋅-=⋅-=（）e E E e H H J e D D e B B2. 理想导体界面和理想介质界面111100⨯=⎧⎪⨯=⎪⎨⋅=⎪⎪⋅=⎩e E e H J e D e B n n Sn S n ρ 12121212()0()0()0()0⨯-=⎧⎪⨯-=⎪⎨⋅-=⎪⎪⋅-=⎩e E E e H H e D D e B B n n n n 第三章一、静电场分析1. 位函数方程与边界条件 位函数方程：220∇=-∇=ρφφε电位的边界条件：121212=⎧⎪⎨∂∂-=-⎪∂∂⎩s nn φφφφεερ 111=⎧⎪⎨∂=-⎪∂⎩s const nφφερ（媒质2为导体） 2. 电容定义：=qCφ两导体间的电容：=C q /U 任意双导体系统电容求解方法：3. 静电场的能量N 个导体： 112ne iii W qφ==∑ 连续分布： 12e VW dV φρ=⎰电场能量密度：12ω=⋅D E e二、恒定电场分析1.位函数微分方程与边界条件位函数微分方程：20∇=φ 边界条件：121212=⎧⎪⎨∂∂=⎪∂∂⎩n n φφφφεε 12()0⋅-=e J J n 1212[]0⨯-=J J e n σσ2. 欧姆定律与焦耳定律欧姆定律的微分形式： =J E σ 焦耳定律的微分形式： =⋅⎰E J VP dV3. 任意电阻的计算2211d d 1⋅⋅====⋅⋅⎰⎰⎰⎰E lE l J S E S SSU R G I d d σ （L R =σS） 4. 静电比拟法：G C —，σε—2211⋅⋅===⋅⋅⎰⎰⎰⎰D S E S E lE l S S d d qC Ud d ε 2211d d d ⋅⋅===⋅⋅⎰⎰⎰⎰J S E SE lE lSS d I G Uσ三、恒定磁场分析1. 位函数微分方程与边界条件矢量位：2∇=-A J μ 12121211⨯⨯⨯A A e A A J n s μμ()=∇-∇=标量位：20m φ∇= 211221∂∂==∂∂m m m m n nφφφφμμ 2. 电感2211⋅⋅===⋅⋅⎰⎰⎰⎰D SE S E lE lS S d d q C Ud d ε定义：d d ⋅⋅===⎰⎰B S A l SlL IIIψ=+i L L L3. 恒定磁场的能量N 个线圈：112==∑Nmj j j W I ψ 连续分布：m 1d 2=⋅⎰A J V W V 磁场能量密度：m 12ω=⋅H B第四章一、边值问题的类型（1）狄利克利问题：给定整个场域边界上的位函数值()=f s φ（2）纽曼问题：给定待求位函数在边界上的法向导数值()∂=∂f s nφ（3）混合问题：给定边界上的位函数及其向导数的线性组合：2112()()∂==∂f s f s nφφ （4）自然边界：lim r r φ→∞=有限值二、唯一性定理静电场的惟一性定理：在给定边界条件（边界上的电位或边界上的法向导数或导体表面电荷分布）下，空间静电场被唯一确定。
电磁场与电磁波知识点整理
电磁场与电磁波知识点整理一、电磁场的基本概念电磁场是由电场和磁场相互作用而形成的一种物理场。
电场是由电荷产生的，而磁场则是由电流或者变化的电场产生的。
电荷是产生电场的源。
正电荷会产生向外辐射的电场，负电荷则产生向内汇聚的电场。
电场强度 E 用来描述电场的强弱和方向，其单位是伏特每米（V/m）。
电流是产生磁场的源。
电流产生的磁场方向可以通过右手螺旋定则来确定。
磁场强度 H 用来描述磁场的强弱和方向，其单位是安培每米（A/m）。
法拉第电磁感应定律表明，变化的磁场会产生电场。
麦克斯韦进一步提出，变化的电场也会产生磁场。
这两个定律共同揭示了电磁场的相互联系和相互转化。
二、电磁波的产生电磁波是电磁场的一种运动形态。
当电荷加速运动或者电流发生变化时，就会产生电磁波。
例如，在一个开放的电路中，电荷在电容器和电感之间来回振荡，就会产生电磁波。
这种振荡电路是产生电磁波的一种简单方式。
电磁波的频率和波长之间存在着一定的关系，即光速 c ＝λf，其中c 是光速（约为 3×10^8 m/s），λ 是波长，f 是频率。
不同频率的电磁波具有不同的特性和应用。
例如，无线电波频率较低，用于通信和广播；而X 射线频率较高，用于医学成像和材料检测。
三、电磁波的传播电磁波在真空中可以无需介质传播，在介质中传播时，其速度会发生变化。
电磁波在传播过程中遵循反射、折射和衍射等规律。
当电磁波遇到障碍物时，会发生反射。
如果电磁波从一种介质进入另一种介质，会发生折射，折射的程度取决于两种介质的电磁特性。
衍射则是指电磁波绕过障碍物传播的现象。
当障碍物的尺寸与电磁波的波长相当或较小时，衍射现象较为明显。
电磁波的极化是指电场矢量的方向在传播过程中的变化。
常见的极化方式有线极化、圆极化和椭圆极化。
四、电磁波的特性1、电磁波是横波，电场和磁场的振动方向都与电磁波的传播方向垂直。
2、电磁波具有能量，其能量密度与电场强度和磁场强度的平方成正比。
3、电磁波的传播速度是恒定的，在真空中为光速。
公共基础知识电磁场与电磁波基础知识概述
《电磁场与电磁波基础知识概述》一、引言电磁场与电磁波是现代物理学的重要组成部分，在通信、电子、电力等众多领域都有着广泛的应用。
从无线电广播到手机通信，从雷达探测到卫星导航，电磁场与电磁波无处不在。
深入了解电磁场与电磁波的基础知识，对于理解现代科技的发展和应用具有重要意义。
二、电磁场的基本概念（一）电场1. 定义电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。
电场对放入其中的电荷有作用力，这种力称为电场力。
2. 电场强度电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，用 E 表示。
它的定义是单位正电荷在电场中所受的电场力。
电场强度是矢量，其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
3. 电场线电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线。
电场线上每一点的切线方向表示该点电场强度的方向，电场线的疏密程度表示电场强度的大小。
（二）磁场1. 定义磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，它存在于磁体、电流和运动电荷周围。
磁场对放入其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。
2. 磁感应强度磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，用 B 表示。
它的定义是在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力 F 与电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值。
磁感应强度是矢量，其方向与小磁针在该点静止时 N 极所指的方向相同。
3. 磁感线磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线。
磁感线上每一点的切线方向表示该点磁感应强度的方向，磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小。
（三）电磁场1. 定义电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称。
变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，两者相互激发，形成电磁场。
2. 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场基本规律的一组方程，由四个方程组成。
它揭示了电场和磁场之间的内在联系，以及电磁波的产生和传播规律。
三、电磁波的基本概念（一）定义电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场。
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”）。
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。
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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。
电磁场边界条件一般形式的标量形式和矢量形式★理想导体表面上不存在电场强度的切向分量和磁感应强度的法向分量。
★电力线总是垂直于理想导体表面的，而磁力线总是平行于理想导体表面的。
★磁场强度的切向分量等于面电流密度的大小，导体表面的外法线、磁场强度的切向分量和面电流三者的方向满足右手螺旋法则。
★电位移的法向分量等于面电荷密度的大小。
（3）理想介质分界面的边界条件理想媒质分界面上电场强度和磁场强度的切向分量是连续的。
磁感应强度的法向分量和电位移法向分量也是连续的。
8.什么是静电场折射定律？（图）在界面上电场强度的方向将会发生突变9．直接积分法的基本概念；直接求解一维电位分布所满足的二阶常微分方程，即直接求解一维的泊松方程（有源区）或一维的拉普拉斯方程（无源区）的方法。
10．分离变量法的基本概念；将待求的多变量的未知函数分离成多个单变量的函数后分别进行求解的方法。
11．什么是镜像法？导体平面和导体球面的镜像电荷是如何确定的？（图）用镜像电荷代替导体面或介质面的影响，利用原电荷和镜像电荷来求解场分布的方法。
★点电荷关于无限大导体平面的镜像电荷——大小相等、极性相反，位置以平面为对称。
【1】线电荷与无限大导体平面的镜像法★镜像线电荷与原线电荷大小相等、极性相反，且位置以平面为对称【2】点电荷与两个半无限大相交导体平面的镜像法只有夹角满足条件时，才能利用镜像法进行求解。
镜像电荷总数为个。
当夹角 90度时，点电荷产生的电位分布为当夹为60度时，线电荷产生的电位分布为★零电位参考点取在两个导体平面的交点（2）点电荷关于导体球面的镜像法【1】接地球（壳）外的点电荷的镜像法【2】接地球壳内的点电荷的镜像法导体球面的镜像法特点●电荷在接地球的外部时，总的感应电荷等于镜像电荷，但是电量小于实际的电荷。
●电荷在接地球壳内部时，总的感应电荷也是等于镜像电荷，其电量也等于实际的点电荷的电量。
12．什么是静电比拟法？它有什么用处？静电比拟法——借助静电场的计算方法或者计算结果来得到导体内恒定电场问题的解。
或者借助已有的导体内恒定电场的计算或实验结果得到静电问题的解。
用处：根据静电比拟法可知电容器中电流分布以及电容器的漏电导导体内（源区除外）恒定电场基本方程以及边界条件与理想介质内（源区除外）静电场的基本方程和边界条件源外的恒定电场无源区的静电场场方程结构方程位函数方程边界条件13．什么是恒定磁场折射定律？（图）14.静电场、恒定电场和时谐电磁场的位函数的基本概念：（定义、微分方程、滞后位）●静电场——由静止电荷所产生的电场：●基本方程的微分形式★若导体中存在有恒定电流，则该导体内部必然存在一个不随时间而变化的电场来驱动电荷做定向运动，这个电场就是导体内部的恒定电场。
恒定电场也是时变电磁场的特殊情形。
恒定电场基本方程和边界条件也是麦克斯韦方程组和时变电磁场的边界条件在各类场量均不随时间而变化时的特殊情形★当导体内部流过恒定电流时，导体内部的电荷密度和电流密度均不随时间而变化。
导体内部的电场应为无旋场，导体内部的体电流密度的散度应为零。
★导体内部恒定电场的微分方程★★欧姆定律微分形式的★时谐电磁场——场量的诸分量都随时间做正弦或余弦形式的变化，即随时间做简谐变化。
★时谐电磁场位函数的定义15、时谐电磁场的达兰贝尔方程（波动方程）和亥母霍兹方程（复波动方程）●位函数的达兰贝尔方程（波动方程）●无源区域内位函数满足的齐次达兰贝尔方程（波动方程）无源区域内电磁场满足的齐次达兰贝尔方程（波动方程）★滞后位——积分表示式中的第一项，代表了从源点向场点传播的电磁波——入射波★超前位——积分表示式中的第二项，代表了从场点向源点传播的电磁波——反射波★在无限大空间中，没有任何障碍物，也就不会有反射波，即不可能存在超前位，只有滞后位。
★无源区的位函数的亥姆霍兹方程●无源区的电磁场的亥姆霍兹方程16、坡印亭定理及其物理意义➢电磁波的传播伴随着电磁能量的传递。
或者说，电磁能量以电磁波的形式在空间传播以送到远方的接收点。
电磁能量在传播的过程中满足能量守恒定律。
➢能量守恒定律——能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。
17、什么是均匀平面波的极化？均匀平面波的极化有什么特点●极化（偏振）——空间各点的电场强度矢量随时间变化的特性或各点的电场强度矢量的顶点在一个周期内在等相位面内画出的轨迹的形状。
●均匀平面波极化的特点：●（1）电场的极化就是磁场的极化；●（2）不同的位置处，极化的形式完全相同，只是变化的起始点不同；●（3）均匀平面波的极化可以分为线极化、圆极化和椭圆极化三种，而圆极化和椭圆极化又分为右旋（正旋）极化或左旋（反旋）极化。
18、什么是线极化？什么是圆极化？什么是椭圆极化？什么是右旋圆极化波？什么是左旋圆极化波？★当均匀平面波的电场的两个分量的初相位是同相或者反相时，对应的均匀平面波是线极化波。
★当均匀平面波的电场的两个分量的幅度相等且初相位相差90度时，对应的均匀平面波是圆极化波。
★将大拇指指向波的传播方向，其余的四指指向电场矢量顶点的旋转方向，符合右手螺旋关系的称为右旋（正旋）极化波，符合左手螺旋关系的称为左旋（反旋）极化波19、什么是传播常数？什么是衰减常数？什么是相位常数？导电媒质中传播的均匀平面波具有什么特点？★导电媒质中的传播常数衰减常数相位常数●均匀平面波在导电媒质中传播的特点●（1）仍然是横电磁波，即TEM波。
●（2）传播常数是一个复数，它表明在电磁波的传播过程中，场强的相位按规律随的增加而滞后，场强的振幅按规律随的增加而衰减。
●（3）波阻抗是复数。
这说明电场和磁场在时间上不同相。
磁场的相位落后于电场。
●（4）三者在空间上相互垂直且满足右手螺旋关系。
●●（5）导电媒质中的相速和波长20、什么是色散？什么是导电媒质的色散？★色散——由于实际中的信号总是含有不同的频率分量，如果这些不同的频率分量的相速不同的话，将会导致信号不能正常传播，出现失真。
这种现象称为色散（或频散）现象。
★色散媒质——具有色散现象的媒质就称为色散媒质。
由于在导电媒质中，电磁波的相速不是常数，所以导电媒质就是一种色散媒质。
当电磁波在无限大的理想介质中传播时，其相速是与频率无关的常数，因此不会出现色散。
21、什么是趋肤效应？什么是趋肤深度（透入深度）？★趋肤效应——当电磁波垂直进入良导体后，场强以及电流密度随着电磁波透入导体深度的增加而迅速衰减。
场强以及电流密度主要分布在导体表面，这种现象就是所谓的“趋肤效应”。
★趋肤深度——电磁波的场强振幅衰减到表面值的所经过的距离22、均匀平面波对不同媒质分界面的垂直射入的基本概念；（图）★垂直入射——入射波的方向垂直于分界面23、均匀平面波对不同媒质分界面的斜入射的基本概念；（入射面，垂直极化入射，平行极化入射，反射定律，折射定律，全反射，全折射）★斜入射——均匀平面波以任一角度向理想介质平面入射★入射面——由入射线和界面法线所确定的平面，也即入射线、反射线、折射线和分界面的法线所共有的平面。
★垂直极化波的斜入射——入射波的电场垂直于入射面★平行极化波的斜入射——入射波的电场平行于入射面★在垂直极化波斜入射的条件下，不可能出现无反射现象。
★可以利用无反射现象从圆极化中分离出线极化波。
当平面波向无限大分界面平面斜入射时入射角必然等于反射角称为反射定律理想介质分界面上的无反射（全折射）和全反射★非铁磁性媒质分界面无反射的条件：（1）平行极化波斜入射；（2）★布儒斯特角★非铁磁性媒质分界面全反射的条件：（1）光密媒质到光疏媒质；（2）临界角垂直极化波斜入射和平行极化波斜入射都可以产生全反射；全反射不等于无折射。