电磁场与电磁波
电磁场和电磁波
2.将下图所示的带电的平行板电容器C的两个极板用 绝缘工具缓缓拉大板间距离的过程中，在电容器周围 空间 A．会产生变化的磁场 B．会产生稳定的磁场 C．不产生磁场 D．会产生振荡的磁场 [误解]认为只有电流的周围存在磁场，电容器中没有 电流通过，周围就不存在磁场。实际上，本题应根据 麦克斯韦电磁场理论来分析：由于对电容器充电后没 有断开电源，电容器两极板间电势差不变，根据 可知Q与d成反比。故当缓慢拉 大电容器两极板间的距离时， 电容器内部的电场作非均匀变化， 在它周围产生变化的磁场，选项（A）正确。
t
则电场力做功NeE应该等于电子的 动能EK，所以有N= EK/Ee，带入数 据可得N=2.8×105周。
2.电磁波 变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围 空间传播开去，就形成了电磁波。 有效地发射电磁波的条件是：⑴频率足够高（单位 时间内辐射出的能量P∝f 4）；⑵形成开放电路（把 电场和磁场分散到尽可能大的空间离里去）。 电磁波是横波。E与B的方向彼此垂直，而且都跟波 的传播方向垂直，因此电磁波是横波。电磁波的传播 不需要靠别的物质作介质，在真空中也能传播。在真 空中的波速为c=3.0×108m/s。 3.电磁波的应用 要知道广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波 的具体应用。
3.如图1所示的是一个水平放置的玻璃环形小槽，槽内 光滑、槽的宽度和深度处处相同。现将一直径略小于 槽宽的带正电的小球放入槽内，让小球获一初速度v0 在槽内开始运动，与此同时，有一变化的磁场竖直向 下穿过小槽外径所包围的面积，磁感应强度的大小随 时间成正比增大，设小球运动过程中带电量不变，那 么 A．小球受到的向心力大小不变 B．小球受到的向心力大小增加 C．磁场力对小球做功 D．小球受到的磁场力不断增加 [误解] 因为磁场力对带电小球不做功，所以小球的速 度大小不变。由于小球运动的半径又不变，则小球受 到的向心力不变，选（A）。 [正确解答] 选（B），（D）。
电磁场和电磁波
电磁场和电磁波是物理学中的两个基本概念。
电磁波和电磁场有什么区别？
电磁场
一般来说，电磁场是指相互联系的交变电场和磁场。
电磁场是带电粒子运动产生的物理场。
在电磁场中，磁场的任何变化都会产生电场，电场的任何变化也会产生磁场。
这种交变电磁场不仅可以存在于电荷、电流或导体周围，而且可以在空间中传播。
电磁场可以看作是电场和磁场之间的联系。
电场由电荷产生，运动电荷产生磁场。
什么是电磁波
电磁场的传播构成电磁波。
又称电磁辐射，例如，我们常见的电磁波有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和r射线。
这些是电磁波，但是这些电磁波有不同的波长。
其中，无线电波的波长最长，R射线的波长最短。
另外，人眼能接收到的电磁波的波长通常在380到780纳米之间，这就是我们通常所说的可见光。
一般来说，只要物体本身的温度大于绝对零度（即零下273.15摄氏度），除了暗
物质外，还会发射电磁波。
然而，没有一个物体的温度低于-273.15℃，所以可以说我们周围的物体会发射电磁波。
电磁波以光速传播。
谁最先发现电磁波的？历史上，电磁波首先由詹姆斯·麦克斯韦在1865年预言，然后在1887年至1888年由德国物理学家海因里希·赫兹证实。
展开：
《电磁场与电磁波第四版》是高等教育出版社于2006年1月出版的一本书。
作者是谢丽和饶克金。
本书可作为普通高校电子信息、通信工程、信息工程等专业电磁场和电磁波课程的教材，也可供工程技术人员参考。
第12章-电磁感应 电磁场和电磁波
0n1I1
则穿过半径为 r2 的线圈
的磁通匝数为
N2Φ21 N2B1(π r12 )
n2lB1(πr12 )
代入 B1 计算得 2 N2Φ21 0n1n2l(πr12 )I1
则
M 21
N 2Φ21 I1
0n1n2l(πr12 )
33
12-3 自感和互感
例3 上题中，若通过长度为 l2 的线圈 N2 的电流为 I2 ， 且 I2 是随时间而变化的，那么，因互感的作用，在线 圈 N1 中激起的感应电动势是多少呢？ 解 通过线圈 N1 的磁通匝数为
dV
V 2
36
12-4 磁场的能量 磁场能量密度
例1 有一长为 l 0.20m 、截面积 S 5.0cm2 的长直 螺线管。按设计要求，当螺线管通以电流 I 450mA 时，螺线管可储存磁场能量 Wm 0.10J . 试问此长直螺
线管需绕多少匝线圈？
解 由上一节可知，长直螺线管的自感为
L 0N 2S / l
i
OP Ek dl
(v
B)
dl
OP
l
p
i
设杆长为 l
i
vBdl vBl
0
o
16
12-2 动生电动势和感生电动势
例1 一长为 L 的铜棒在磁感强度为 B 的均匀磁场中,
以角速度 在与磁场方向垂直的平面上绕棒的一端转
动，求铜棒两端的感应电动势.
解 di (v B) dl
vBdl
螺线管储存的磁场能量为
Wm
1 2
LI 2
1 2
0 N 2S
l
I2
N 1 ( 2Wml )1/ 2 1.8104匝
当 dL 0 dt
电磁场与电磁波技术
雷达测距：利用电磁波的反射和传播特性，测量目标距离
雷达测速：通过分析电磁波的多普勒效应，测量目标速度
无线电导航：利用无线电信号确定船只、飞机等物体的位置和航向
卫星导航系统：利用电磁波信号实现定位和导航
雷达导航：利用电磁波探测目标并进行定位
汇报人：
电磁场与电磁波技术
目录
添加目录标题
电磁场与电磁波的基本概念
电磁场与电磁波的应用
电磁场与电磁波的危害与防护
电磁场与电磁波的未来发展
添加章节标题
电磁场与电磁波的基本概念
电磁场是由电荷和电流产生的空间区域
电磁场包含电场和磁场两个分量
电磁波是电磁场中的波动现象，具有能量和动量
电磁波的传播速度等于光速
电磁波的传播速度等于光速
电磁波是由电磁场中的振荡电场和振荡磁场相互激发产生的
电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播
电磁波的频率越高，传播速度越接近于光速
波动性：电磁波具有波动性质，可以像水波一样传播。
粒子性：电磁波具有粒子性质，可以像光子一样传播。
传播速度：电磁波在真空中的传播速度为光速。
频率范围：电磁波的频率范围非常广泛，从低频到高频都有应用。
合理布局：合理规划电磁波发射源和接收器的布局，避免形成有害的电磁辐射环境。
电磁场与电磁波的未来发展
新型电磁材料的发展趋势：高效能、环保等
新型电磁材料的应用领域：通信、雷达、导航等
新型电磁材料的特点：高导电性、高磁导率等
新型电磁材料的种类：铁氧体、碳纳米管等
简介：高效电磁波吸收与反射材料在电磁场与电磁波技术中具有重要应用，能够有效地吸收和反射电磁波，降低电磁干扰和电磁辐射。
电磁场与电磁波
RR E r B d )(=(James Clerk Maxwell 1831-1879)在自由空间ρ = 0, J c = 0∇⋅ D = 0∂B ∇× E = − ∂t∇⋅B = 0 ∂D ∇× H = ∂t微分形式∇⋅ D = ρ∂B ∇× E = − ∂t∇⋅B = 0∂ ∂ ∂ ˆ ˆ ˆ ∇=i + j +k ∂x ∂y ∂z 22∂D ∇× H = Jc + ∂t在自由空间结合ρ = 0, J c = 0∇⋅ D = 0∂B ∇× E = − ∂t∇⋅B = 0 ∂D ∇× H = ∂t和D=εE B= μH∂ E ∇ E = με 2 ∂t2 2可以得到：∂ H ∇ H = με 2 ∂t2 2 2 2 2 2∂ ∂ ∂ 其中 ∇ = 2 + 2 + 2 ∂x ∂y ∂z23电、磁分量都具有波 动特征——电磁波！ 当电磁波沿x方向传播时结合D=εE B= μH∂ E ∇ E = με 2 ∂t2 2可以得到：∂ Ey ∂ Ey 2 = με 2 ∂t ∂x2 2∂ Hz ∂ Hz 2 = με 2 ∂x ∂t2 2和∂ H ∇ H = με 2 ∂t2 2其中∂ ∂ ∂ ∇ = 2+ 2+ 2 ∂x ∂y ∂z2 2 2 224电、磁分量都具有波 动特征——电磁波！ 当电磁波沿x方向传播时即：若设电场方向沿y方向， 磁场必为z方向！yE yHzux∂ Ey ∂ Ey 2 = με 2 ∂t ∂x2 2z2∂ Hz ∂ Hz 2 = με 2 ∂x ∂t2 2比较波动方程电磁波 u = 波速为1∂ ξ 1 ∂ ξ 2 = 2 2 u ∂t ∂x225με*电磁波波速与光矢量* 真空中u=1μ0ε 01= 3 × 108 mcs——光速 c推测：光也是电磁波！ 在介质中 u =με=n= εr c = μ rε r n n = μ rε r — 折射率在光波段μr=1 ，与物质作用的主要是 E矢量E ——通常被称为光矢量！注意：在BEC(Bose-Einstein Condensation)介质中，光的传 播速度可以慢到大约为17m/s。
电磁场和电磁波
电磁场和电磁波是物理学中的两个基本概念。
电磁场和电磁波有什么区别？
电磁场
一般来说，电磁场是指彼此相关的交变电场和磁场。
电磁场是由带电粒子运动产生的一种物理场。
在电磁场中，磁场的任何变化都会产生电场，而电场的任何变化都会产生磁场。
这种交变电磁场不仅可以存在于电荷，电流或导体周围，还可以在空间中传播。
电磁场可以看作是电场与磁场之间的联系。
电场是由电荷产生的，磁场是由移动电荷产生的。
什么是电磁波
电磁场的传播构成电磁波。
也称为电磁辐射，例如，我们常见的电磁波是无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，X射线，r射线。
这些是电磁波，但是它们具有不同的波长。
其中，无线电波的波长最长，而R射线的波长最短。
另外，人眼可以接收到的电磁波长度通常在380至780 nm之间，这就是我们通常所说的可见光。
一般来说，只要物体本身的温度大于绝对零（即负273.15℃），除暗物质外，它
还会发出电磁波。
但是，没有物体的温度低于-273.15℃，因此可以说我们周围的物体发出电磁波。
电磁波以光速传播。
谁首先发现电磁波？从历史上看，电磁波最初是由詹姆斯·麦克斯韦（James Maxwell）在1865年预测的，然后在1887年至1888年被德国物理学家海因里希·赫兹（Heinrich Hertz）确认。
扩大：
第四版《电磁场和电磁波》是谢福芳，饶克金等人于2006年1月由高等教育出版社出版的书。
本书可作为普通电子院校电子信息，通信工程，信息工程等专业的电磁场和电磁波课程的教材，也可供工程技术人员参考。
电磁场与电磁波了解电磁场与电磁波的关系
电磁场与电磁波了解电磁场与电磁波的关系电磁场和电磁波是物理学中重要的概念，它们在我们的日常生活中起着至关重要的作用。
在本文中，我们将深入探讨电磁场与电磁波之间的关系。
电磁场是指在空间中存在的电场和磁场的总和。
电场是由带电粒子产生的，它的强弱和方向由电荷的性质和位置决定。
磁场则是由运动带电粒子产生的，它的强弱和方向由电流和电流所形成的磁矢量决定。
电场和磁场通过麦克斯韦方程组相互作用，形成了电磁场。
电磁波是由电磁场传播而成的一种波动现象。
电磁波的传播速度是光速，它可以在真空中传播，也可以在各种介质中传播。
电磁波是由电场和磁场交替变化而形成的，它们垂直于彼此并且垂直于传播方向。
电磁波具有一定的频率和波长，频率越高，波长就越短。
电磁场和电磁波之间的关系可以通过麦克斯韦方程组来描述。
麦克斯韦方程组包括麦氏方程、安培环路定理和法拉第电磁感应定律。
这些方程描述了电磁场中电场和磁场的变化规律，它们揭示了电磁场与电磁波之间的密切关系。
在电磁波传播过程中，电磁场的能量以波动的形式传递。
当电磁波遇到物体时，一部分能量会被物体吸收，一部分能量会被物体散射或反射。
这就是我们日常生活中所见到的光的现象。
例如，太阳发出的光通过大气层传播到地球，然后被地面吸收或者反射，形成我们所见到的光线。
电磁波在通信领域有着广泛的应用。
无线电通信、电视和手机信号的传输都是通过电磁波实现的。
在医学领域，X射线和核磁共振等技术利用了电磁场和电磁波的特性，为医生提供了重要的诊断手段。
另外，雷达和卫星通信等领域的发展也离不开电磁场和电磁波的研究。
总之，电磁场和电磁波是相互关联的物理现象。
电磁场的变化产生了电磁波，而电磁波传播又需要电磁场的支持。
电磁场和电磁波的研究在科学研究和技术应用中具有重要意义，对于我们深入了解自然界和推动科技进步都起着不可忽视的作用。
通过对电磁场和电磁波的研究，我们能够更好地理解和利用电磁现象，促进社会的发展和进步。
希望本文能帮助读者更好地了解电磁场与电磁波之间的关系，并对其在生活和科技中的应用产生兴趣。
电磁场和电磁波
充 电
放电
ｉ
q=0 i=Im
ｑ
++ ++
q=Qm i=0
两类量:
第一类：电容器的电荷q、电压u、电场E、 电场能E电、线圈的自感电动势e自 第二类：线圈的电流i、磁场B、磁场能E磁 两类量的变化规律相反. 即第一类增大时 第二类减小; 第一类达最大时第二类为零.
(3)变化规律的图象描述：
q
o t i o
讨论:
麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋 电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。
1.变化的磁场产生的电场叫感应电场（涡流电场），电场线是 闭合的。
2.静止电荷周围产生的电场叫静电场，电场线由正电荷起到负 电荷终止，不是闭合的。
总结：麦克斯韦认为线圈只不过用来显
一、电磁振荡的产生
+ + + + L
－－ － －
C
E
S
一
电磁波的产生与传播
由麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生变化的磁场， 而变化的磁场又产生变化的电场，这样，变化电场和变化磁场 之间相互依赖，相互激发，交替产生，并以一定速度由近及远 地在空间传播出去。这样就产生了电磁波。
1、电磁波的波源 我们知道，线圈L和电容C组成的电路可以产生电磁振荡， 电磁振荡能够发射电磁波。但由LC组成普通振荡电路，有以下 特点： (1) 电磁场能量几乎分别集中于电容器和自感线圈内，不利于电 磁波的辐射，所以必需设计能让能量辐射的电路。
(2) 电磁波在单位时间内辐射功率与频率的四次方成正比，而
L C电路频率为
1 2π LC
很低，因而要对电路进行改造。
实验表明，LC回路里产生的振荡电流是按正 弦规律变化的。
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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。
1。