电磁与电磁波传播的规律(ppt 213页)
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《电磁波的传播》课件
2
绿色环保
电磁波的研究将重点考虑减少对环境ห้องสมุดไป่ตู้健康的影响，提倡绿色和可持续的发展方 式。
3
量子技术创新
电磁波与量子技术相结合，可能带来新的量子通信和计算等颠覆性突破。
电磁波的安全与环保问题
1 人体健康
电磁波对人体健康有一定影响，需要进行合 理的使用和防护措施。
2 环境影响
电磁波污染对生态环境和生物多样性可能造 成一定影响，需要加强环保意识和监管。
电磁波的未来发展趋势和研究方向
1
智能技术应用
电磁波的应用将与人工智能、物联网和5G等技术相结合，创造新的领域和商机。
《电磁波的传播》PPT课 件
本PPT课件将介绍电磁波的定义、特点、传播方式、频谱和分类、应用领域、 传播性质和影响因素、安全与环保问题以及未来发展趋势和研究方向。
电磁波的定义和特点
• 电磁波是由电场和磁场交替变化所构成的一种波动现象。 • 电磁波具有无线传播、速度快、穿透性强等特点。 • 电磁波可以分为电磁辐射波和电磁非辐射波。
电磁波的应用领域
通信
电磁波在无线通信、卫星通信和光纤通信中起着 重要的作用。
能源
光伏技术利用太阳光的电磁辐射转化为电能。
医学
电磁波被用于医学成像技术如X射线摄影、MRI 和超声波检测。
科学研究
电磁波在物理、化学和生物学等领域的实验和研 究中得到广泛应用。
电磁波的传播性质和影响因素
• 电磁波的传播性质与波长、频率、媒质等因素密切相关。 • 传播距离、传播速度、传播损耗和传播方向等也会影响电磁波的传播。 • 环境因素如大气条件和物体阻挡也会对电磁波的传播产生影响。
电磁波的传播方式
1. 电磁波可以通过空气、水、固体等媒质传播。 2. 电磁波的传播方式包括直线传播、反射、折射和散射。 3. 电磁波也可以通过导线传输，如无线电和光纤通信。
电磁波的传播特性ppt
人工电磁波
人类通过各种电子设备和 仪器也可以产生电磁波， 如无线电广播、电视、雷 达等。
电磁波的分类
无线电波
无线电波是波长较长的电磁波，可以 传播较远的距离，常用于广播、电视、 无线通信等领域。
01
紫外线
紫外线是波长较短的电磁波，具有较 高的能量，常用于杀菌、荧光等领域。
05
02
微波
微波是波长较短的电磁波，具有较高 的频率和能量，常用于卫星通信、雷 达、微波炉等领域。
03
红Байду номын сангаас线
红外线是波长介于可见光和微波之间 的电磁波，具有热效应，常用于红外 遥感、热成像等领域。
04
可见光
可见光是波长在一定范围内的电磁波， 是我们眼睛能够直接观察到的光线， 常用于照明、显示等领域。
电磁波的传播速度
光速
电磁波在真空中的传播速度是光速， 约为每秒30万公里。
介质中的传播速度
电磁波在不同介质中的传播速度会有 所不同，取决于介质的性质和电磁波 的频率。
特性有重要影响。
电磁波在介质中传播时 ，会因为吸收、散射和 多次反射等原因产生能
量衰减和波形变化。
04 电磁波的应用
无线通信
无线通信利用电磁波传递信息， 实现远距离通信。
无线通信技术包括移动通信、卫 星通信、无线局域网等，广泛应 用于人们的日常生活和工作中。
无线通信技术的发展，使得人们 可以随时随地地进行语音、数据
散射传播在大气中广泛存在，如无线电信号在城市中的衰减和雷达波在大气中的 传播等。
03 电磁波的传播介质
真空
01
电磁波在真空中的传播速度最快，不受任何介质的影响，约为 光速。
02
第四章 电磁波的传播
平面波特性总结： a) b)
横波， B 与 E 都与传播方向垂直 k E EB E 0 EB
c)
E v E 与 B 同相位；振幅比为波速
B k
E , B, k 构成右手螺旋关系
2
。
§4.2 电磁波在介质界面上的反射和折射
电磁波入射到介质界面上，会发生反射、折射现象（如光
入射到水面、玻璃面等）。
反射、折射定律包括两个方面的问题： （1）入射角、反射角和折射角之间的关系问题； （2）入射波、反射波和折射波振幅和相位的变化关系。 反射、折射既然发生在界面上，就属于边值问题。从电磁
因而波动方程的解应满足以上条件
波动方程的推导过程中利用了条件 E 0 B 0
2 B k 2 B 0
对时谐波
B iB t
E iB iH
同样
i i E ） B E （或者 H D i iD E H t H iD i E
2．反射、折射定律的导出过程 （ 1 ）假设入射波为单色平 面电磁波，反射、折射电磁 波也为平面电磁波
E E e i ( k x t ) 0 i ( k x t ) E E0 e i ( k x t ) E E e 0
解：（1） E 沿 x 轴方向振荡，
波沿 z 方向传播。 （2）
k x kz k 2 10 2
f 10 6 ( Hz ) 2 8 m
v k 10 (
2 10 2 2
横波， B 与 E 都与传播方向垂直 k E EB E 0 EB
c)
E v E 与 B 同相位；振幅比为波速
B k
E , B, k 构成右手螺旋关系
2
。
§4.2 电磁波在介质界面上的反射和折射
电磁波入射到介质界面上，会发生反射、折射现象（如光
入射到水面、玻璃面等）。
反射、折射定律包括两个方面的问题： （1）入射角、反射角和折射角之间的关系问题； （2）入射波、反射波和折射波振幅和相位的变化关系。 反射、折射既然发生在界面上，就属于边值问题。从电磁
因而波动方程的解应满足以上条件
波动方程的推导过程中利用了条件 E 0 B 0
2 B k 2 B 0
对时谐波
B iB t
E iB iH
同样
i i E ） B E （或者 H D i iD E H t H iD i E
2．反射、折射定律的导出过程 （ 1 ）假设入射波为单色平 面电磁波，反射、折射电磁 波也为平面电磁波
E E e i ( k x t ) 0 i ( k x t ) E E0 e i ( k x t ) E E e 0
解：（1） E 沿 x 轴方向振荡，
波沿 z 方向传播。 （2）
k x kz k 2 10 2
f 10 6 ( Hz ) 2 8 m
v k 10 (
2 10 2 2
电磁波及其传播PPT学习课件
电磁波传播不需要 介质） 金属容器能屏蔽电磁波 想一想：在建筑物或电梯中，手机有时会收 不到信号或信号较弱，原因可能是什么？ 阅读：P69“电磁波谱”、“生活 物理 社会” 练习：P70WWW:1、2、3
1、3.88m 3.58m 2、1.16×106Hz 3、在城市的附近这个简单收音机很容易收到当地广播电 台信号，由于分辨率差，可能同时收到几个信号，使得耳 机中比较嘈杂。在远离广播电台的偏远地区，由于灵敏度 差，可能根本收不到信号，必须再增加三极管放大电路。
二、电磁波及其传播
什么是波（看一看：波的特征）I II III 水和绳子传播的是凹凸相间的运动状态，弹 簧传播的是疏密相间的运动状态——周期性 变化 所有的波都是传播周期性变化的运动状态IV 振幅A：波源偏离平衡位置的最大距离（单 位：m） 周期T：波源振动一次所需要的时间（单位： s） 频率f：波源每秒振动的次数（单位：Hz） 波长λ：波在一个周期内传播的距离/单位m
二、电磁波及其传播
上节应该记忆内容的：
1、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。 2、人类特有的三种信息：语言、符号、图 象 3、信息和信息传播经过的五次巨大的变革： 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 4、利用电磁波传播信息更加合理
二、电磁波及其传播
想一想：周期和频率的关系是什么？ 周期T和频率f互为倒数关系，即Tf=1 想一想：波速v、波长λ、周期T之间的关系？ （写出有关公式） 了解电磁波 阅读P66课本内容 活动：17.2 验证电磁波的存在V 例题（课本P67例题） 电磁波的速度与光速相同 活动：17.3 探究电磁波的特性VI
1、3.88m 3.58m 2、1.16×106Hz 3、在城市的附近这个简单收音机很容易收到当地广播电 台信号，由于分辨率差，可能同时收到几个信号，使得耳 机中比较嘈杂。在远离广播电台的偏远地区，由于灵敏度 差，可能根本收不到信号，必须再增加三极管放大电路。
二、电磁波及其传播
什么是波（看一看：波的特征）I II III 水和绳子传播的是凹凸相间的运动状态，弹 簧传播的是疏密相间的运动状态——周期性 变化 所有的波都是传播周期性变化的运动状态IV 振幅A：波源偏离平衡位置的最大距离（单 位：m） 周期T：波源振动一次所需要的时间（单位： s） 频率f：波源每秒振动的次数（单位：Hz） 波长λ：波在一个周期内传播的距离/单位m
二、电磁波及其传播
上节应该记忆内容的：
1、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。 2、人类特有的三种信息：语言、符号、图 象 3、信息和信息传播经过的五次巨大的变革： 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 4、利用电磁波传播信息更加合理
二、电磁波及其传播
想一想：周期和频率的关系是什么？ 周期T和频率f互为倒数关系，即Tf=1 想一想：波速v、波长λ、周期T之间的关系？ （写出有关公式） 了解电磁波 阅读P66课本内容 活动：17.2 验证电磁波的存在V 例题（课本P67例题） 电磁波的速度与光速相同 活动：17.3 探究电磁波的特性VI
电磁波及其传播PPT教学课件
➢波速(m/s)：波的传播速度。用v表示。
v＝ λ
T
v＝λf
• 下表是常见的电台频率和波长表
f/MHz λ/m
CCTV4
77.25 3.88
YZ 交广网 103.5
2.9
CCTV2
176.2 1.7
CCTV1 216.2
中央 广播电台
258.4
1.39
1.16
• 上述表格你能发现什么规律？ • 写出f与λ之间的数量关系。
水波
绳波
水波和绳波凹凸相间，向外传播
共同特征 ➢ 都是在传播周期性变化的运动形态
波的基本特征
A
➢振幅(m)：波源偏离平衡位置的最大距离。用A表示。 反映波源振动的强弱。
➢周期(s)：波源振动一次所需的时间。用T表示。 ➢频率(Hz)：波源每秒内振动的次数。用f表示。
f
1 T
➢波长(m)：波在一个周期T内传播的距离。用λ表示。
根据麦克斯韦建立的电磁场理论，光波 属于电磁波。
电磁波谱
按波长连续排列的一系列电磁波。
透视
取暖器发出
电视机接收 微波炉发射
原子弹爆炸发射
收音机接收 消毒柜发出
电磁波的应用——微波炉
微波频率：2450MHz 优点：烹饪速度快、无
油烟、食品养分 损失少、清洁。
原理：当微波照射到食物上时，食物中的水分 会以相同的频率振动。振动中，分子与 分子互相摩擦，产生很多内能。
电磁波及其传播
电磁波看不见、 摸不着，我怎么 知道它存在呢？
信息快递
大小和方向随时间发生周期性变化的电 流叫交流电。
活动：验证电磁波的存在
器材：收音机，干电池，导线
步骤：
电磁波课件
THANKS
感谢观看
拉曼散射
拉曼散射是研究分子结构的重要手段，也是光谱学中 重要的分析方法之一。通过对拉曼散射光谱的分析， 可以获得分子振动和转动能级的信息，进而推断分子 的结构和化学键等信息。
当光子与分子或原子相互作用时，光子将能量传递给 分子或原子，引起分子或原子的振动或转动能级跃迁 ，同时释放出一个或多个低频光子的现象。
阐述引力波与电磁波相互作用的研究对于理解宇宙演化和物理学发展的
重要性。
超光速传
超光速传输的原理
介绍超光速传输的基本原理，包括相对论和量子力学方面的解释 。
实验进展与挑战
分析近年来在超光速传输方面的实验进展和挑战，包括技术难点、 理论争议等。
超光速传输的应用前景
探讨超光速传输在未来通信、宇宙探索等领域的应用前景。
量子通信的应用前景
介绍量子通信在军事、商业、民用等领域的应用前景。
引力波与电磁波的相互作用
01
引力波与电磁波的相互耦合
介绍引力波和电磁波的相互耦合机制，以及由此产生的物理效应。
02
引力波与电磁波的观测
介绍如何利用观测设备观测引力波与电磁波的相互作用，以及相关的实
验设计。
03
引力波与电磁波相互作用的研究价值
无线电通信
无线电广播
利用长波、中波、短波等 无线电波传送声音、文字 、图片等信息。
无线电导航
利用无线电波测定船只、 飞机等的位置和航向。
卫星通信
借助卫星转发无线电波实 现全球通信。
雷达测距
雷达测距原理
利用电磁波的反射特性，测量发 射电磁波与接收反射波的时间差 ，从而计算目标距离。
雷达应用
交通管制、气象观测、军事侦察 等。
电磁波及其传播ppt课件
――[阿萨·赫尔帕斯爵士] 115.旅行的精神在于其自由，完全能够随心所欲地去思考.去感觉.去行动的自由。――[威廉·海兹利特]
116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。――[凯·里昂] 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。――[B·C·福比斯] 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。――[迈可·汉默] 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。――[奥古斯汀] 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。――[史迈尔斯] 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。――[C·H·K·寇蒂斯] 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。――[乔治桑] 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。――[约翰·夏尔] 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。――[道格拉斯·米尔多] 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度――。[老子]
97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。 爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。――[J·E·丁格] 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。――[英国哲学家培根] 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。――[马塞尔·普劳斯特] 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。――[罗丹] 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。――[托尔斯泰] 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候――。[叔本华] 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。――[梭罗] 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。――[威廉·彭] 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。――[戴尔·卡内基] 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。――[约翰·罗伯克] 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。――[撒母耳·厄尔曼] 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。――[卡雷贝·C·科尔顿] 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。――[戴尔·卡内基] 110.每天安静地坐十五分钟·倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。――[艾瑞克·佛洛姆] 111.你知道何谓沮丧---就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。－－[坎伯] 112.「伟大」这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。――[布鲁克斯] 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。――[罗根·皮沙尔·史密斯] 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。
116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。――[凯·里昂] 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。――[B·C·福比斯] 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。――[迈可·汉默] 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。――[奥古斯汀] 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。――[史迈尔斯] 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。――[C·H·K·寇蒂斯] 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。――[乔治桑] 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。――[约翰·夏尔] 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。――[道格拉斯·米尔多] 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度――。[老子]
97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。 爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。――[J·E·丁格] 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。――[英国哲学家培根] 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。――[马塞尔·普劳斯特] 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。――[罗丹] 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。――[托尔斯泰] 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候――。[叔本华] 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。――[梭罗] 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。――[威廉·彭] 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。――[戴尔·卡内基] 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。――[约翰·罗伯克] 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。――[撒母耳·厄尔曼] 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。――[卡雷贝·C·科尔顿] 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。――[戴尔·卡内基] 110.每天安静地坐十五分钟·倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。――[艾瑞克·佛洛姆] 111.你知道何谓沮丧---就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。－－[坎伯] 112.「伟大」这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。――[布鲁克斯] 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。――[罗根·皮沙尔·史密斯] 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。
电磁场和电磁波PPT课件
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３．电磁波的特点：
（１）电磁波中的电场和磁场互相垂直，并且与波的传 播方向垂直，即电磁波是横波.(见P243图) （２）电磁波可以在真空中传播，向周围空间传播电磁 能，在传播过程中，电磁波能发生反射 折射干涉和衍 射． （３）三个特征量的关系：ｖ＝λｆ
ｆ由振荡电路决定． λ它与介质和波速有关．v它 与介质和频率有关，在真空中ｖ=3.0 * 108 m/s
且与波的传播方向垂直，即电磁波是横波.(见P243图)
（２）电磁波可以在真空中传播，向周围空间传播电磁能，在传
播过程中，电磁波能发生反射 折射干涉和衍射．
（３）三个特征量的关系：ｖ＝λｆ. ｆ由振荡电路决定． λ
它与介质和波速有关．v它与介质和频率有关，在真空中ｖ=3.0
* 108 m/s
四.作业P240(3)(4) P244(1)(2)
无电流，有电场
若线圈被拿走，它所处的空间有电场吗？
有．（电场决定于场源，此时变化的磁场是场源）
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２．变化的电场产生磁场
麦克斯韦根据电现象与磁现象的相似性和变化 的磁场产生的电场事实，提出大胆的假设：变 化的电场产生磁场，并且通过严密的理论推导 得以证明这一结论的正确性．
总结延伸： 均匀变化的电场（磁场）产生稳定的磁场（电场） 周期性变化的电场（磁场）产生周期性变化的磁场（电场）
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第9页/共10页
再 见
感谢您的观看！
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二电磁场 变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可 分离的统一的场，这就是电磁场．
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基础训练:
１．关于电磁场的理论，下面说法正确的是（ Ｄ ） Ａ．在电场的周围空间一定有磁场 Ｂ．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场 Ｃ．均匀变化的电场（磁场）产生变化的磁场（电场） Ｄ．振荡电场周围产生的磁场也是振荡的 ２．下列说法正确的是（ ＡＣＤ ） Ａ．恒定电流能够在周围的空间产生稳定的磁场 Ｂ．稳定的电场在能够周围的空间产生稳定的磁场 Ｃ．均匀变化的电场能够在周围的空间产生稳定的磁场 Ｄ．周期性电场能够在周围的空间产生周期性变化的磁场
３．电磁波的特点：
（１）电磁波中的电场和磁场互相垂直，并且与波的传 播方向垂直，即电磁波是横波.(见P243图) （２）电磁波可以在真空中传播，向周围空间传播电磁 能，在传播过程中，电磁波能发生反射 折射干涉和衍 射． （３）三个特征量的关系：ｖ＝λｆ
ｆ由振荡电路决定． λ它与介质和波速有关．v它 与介质和频率有关，在真空中ｖ=3.0 * 108 m/s
且与波的传播方向垂直，即电磁波是横波.(见P243图)
（２）电磁波可以在真空中传播，向周围空间传播电磁能，在传
播过程中，电磁波能发生反射 折射干涉和衍射．
（３）三个特征量的关系：ｖ＝λｆ. ｆ由振荡电路决定． λ
它与介质和波速有关．v它与介质和频率有关，在真空中ｖ=3.0
* 108 m/s
四.作业P240(3)(4) P244(1)(2)
无电流，有电场
若线圈被拿走，它所处的空间有电场吗？
有．（电场决定于场源，此时变化的磁场是场源）
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２．变化的电场产生磁场
麦克斯韦根据电现象与磁现象的相似性和变化 的磁场产生的电场事实，提出大胆的假设：变 化的电场产生磁场，并且通过严密的理论推导 得以证明这一结论的正确性．
总结延伸： 均匀变化的电场（磁场）产生稳定的磁场（电场） 周期性变化的电场（磁场）产生周期性变化的磁场（电场）
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二电磁场 变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可 分离的统一的场，这就是电磁场．
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基础训练:
１．关于电磁场的理论，下面说法正确的是（ Ｄ ） Ａ．在电场的周围空间一定有磁场 Ｂ．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场 Ｃ．均匀变化的电场（磁场）产生变化的磁场（电场） Ｄ．振荡电场周围产生的磁场也是振荡的 ２．下列说法正确的是（ ＡＣＤ ） Ａ．恒定电流能够在周围的空间产生稳定的磁场 Ｂ．稳定的电场在能够周围的空间产生稳定的磁场 Ｃ．均匀变化的电场能够在周围的空间产生稳定的磁场 Ｄ．周期性电场能够在周围的空间产生周期性变化的磁场
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B1 B3 0
B2
0 I (a2 b2)
ez
0
j
22
§3 麦克斯韦方程组
1、电磁感应定律
在任何一个闭合导体回路内产生的感应电动势只与穿过回路所 围面积的磁感应通量的时间变率成正比，而与其它因素无关。 在真空中的数学表示为
d dt
s
B
dS
负号是楞次定律的数学表示
由（2）和（4）知
x20
（ 5）
由（3）得 根据（4）得
x3
eB m
x1
C
eB x3mx1v
（6）
将（6）代入（1），并设定
eB m
38
x12x1m e（E-vB）
其通解为 x 1 C 1sint C 2co st
特解为
x1me 2（E-vB）
导体中电荷的定向运动总是电场推动的
lEdl ddtsBdS
23
若回路不动，则式中对时间的全导数可以用偏导数表示
lEdl sB t dS
应用斯托可斯定理
E B t
2、位移电流 在稳恒电流情况下
B 0J
J 0
但在非稳恒情况下，安培环路定律和电荷守恒定律不相容
10
SJdSVt dV
这是电荷守恒定律的积分形式。应用高斯定理即得微分形式
J 0
t
在恒定电流情况下，方程为
J0
11
2、毕奥-萨伐尔定律
在真空中回路电流I′作用在回路电流I上的的力为
I
Idl
I
F4 0
L
IdlIdl(xx)
L
xx3
由此可知
x 1 x 1 x 1 C 1 s int C c o st m e2 （ E - v B ）
由（4）知
C10， C2m e2（ EvB）
9
§2
1、电荷守恒定律
电流和磁场
电流区域内电流的分布是用电流密度矢量表示的。
电流密度和电流强度的关系为
d I J ( x ) d SI S J ( x ) d S
在任何物理过程中，“一个封闭系统内”的电荷不能凭空产生，也不能 凭空消灭，这个规律称为电荷守恒定律。
依据这个定律
4
一个静止点电荷激发的电场为
E(x)
Q
40
(xx) xx3
若电荷连续分布在某一区域内
E(x) 1
40
V
(x)(x
x x 3
x)
dV
1 (x) 1 dV
40 V
x x
5
2、高斯定理和电场的散度 高斯定理
Ed S 0 Q i Ed S1 0Vd V
将 B 4 0 x j( x x )d 3 x 两 边 取 散 度
B0
积分形式
SBdS0
16
例 题 1： 一 个 半 径 为 R0的 均 匀 带 电 的 薄 导 体 球
壳 ， 以 恒 定 速 度 绕 一 直 径 转 动 ， 其 面 电 荷 密 度 为 f。 求 球 心 处 的 磁 感 应 强 度 矢 量 。
F 1 QQ
40 R2
电荷Q作用在电荷Q上的力为
F
40
(x x) x x 3
3
库仑定律要求：1 电荷必须是点性的；2 电荷相对于观察者 必须处于静止状态。 库仑定律的主要物理内容是：1库仑力是距离的平方反比定 律。2电荷在其效果上具有可加性。
电场强度矢量定义
E(x) F(x) Q0
4
j(x)
1 x x
d3x 0
j(x)(x x)d3x
0 [
j(x)d2x
4 S x x
x
j(x) x
d3x]
0
j(x)(x x)d3x
B (x)0j(x)
15
相应的积分形式是
L B d l0Sjd S
19
I 0 b
2(a2 0b2bI2)Re (Rb)
B2R(e){ b
2(a02IR b2)e (Rb)
所求磁场为
B Ba Bb [
Bb x2
(x1 c)2 x22
[
Ba x1 x12 x22
Bb (x1 (x1 c)2
电动力学电子教案
1
第一章 电磁现象的普遍规律
本章主要是从基本实验定律出发建立麦克斯韦 方程组,讨论边值关系及电介质的电磁性质方程和 洛伦兹力公式.这些内容是本书以后各章论述电磁 场的理论依据。
2
§1 电荷和电场
1、库仑定律
Q Rxx
xr
Q
O xr
相对于观察者静止的两个 点电荷之间的相互作用， 在真空中的数学表示式为
4
R0
[
2cosd
0
0 sincosdex
2sind
0
0sincosdey
2
0
d
0sin3dez]
230f R0ez
18
例题2 一个半径为a的通有稳恒电流为I的无限长中空圆柱体,其中空部分 也是圆柱形,半径为b,但二者不同轴,其中心距为c.求: (1)空间各点的磁场B (2)空间各点处B的散度及旋度
依据矢量场散度的定义
E 0
6
3、静电场的旋度 依据库仑定律，在点电荷激发的电场中任取一闭 合回路，有
Edl 0
根据矢量场旋度的定义
E0
静电场是无旋 场
7
例 电荷Q均匀分布于半径为a的球体内，求各点的电场强度， 并由此直接计算电场的散度。
解：以球心为原点作球坐标系，由于对称性，空间各点的电场 强度沿径向，半径相同面上场强大小相等。由高斯定理可知
c) x22
]e2
Ba x2 x12 x22
]e1
20
当 R a时
B1
2
(
0 a2
I
b
2
)
{
[
a2
x
2 1
x
2 2
( x1
b2 c)2
x
2 2
]e1
[
a
x
2 1
2 x1 x
2 2
( x1 c ) ( x1 c )2
x
2 2
]e2
当 R b， R a时
28
例题2、试对导体中的位移电流做一估计 解：设在导体中的交变电场为
EE0cost
导体中任一点处的电流瞬态分布为
Jf EE0 cost
JD
E t
E0
sint
它们的振幅之比为
29
JD 2r0 f 1017f Jf
当频率低于光波频率f 1015赫兹时，在良导体 中位移电流与传导电流的相比是微不足道的。
s
0 V
sB dS 0
32
4 洛伦兹力公式
电荷受电场力作用，力密度为
fe E
静磁场对电荷的作用，力密度为
fm v B J B
33
电磁场对处于其中的电荷的作用力为
f E v B E J B
一个带电粒子所受的洛伦兹力为
F e E e v B
t
35
因此 BC1 表明B的散度与时间无关
可以取
B0
与四式相比较，可见四式是一式的特例，二者之间无矛盾
对二式两边取散度，并应用电荷守恒定律
( E ) 0
t
0
E 0
C2
与三式比较，可见三式是二式的特例，二者之间无矛盾。
36
例题2 电磁场由相互垂直的均匀电场E和均匀磁场B构成。一个电子 以速度v垂直进入此电磁场内，求电子运动的轨迹。
24
考虑到电荷守恒定律和时变电荷与时变电场的关系
j0
t
E0
(j
0
E)0 t
安培环路定律可表示为
B 0 (J f 0 E t)0 J f00 E t
25
上式的积分式为
lB d l0s(Jf0 E t)d S
式中e是粒子所带电量，v是运动速度
34
例题1、证明（1）麦克斯韦方程组是内在一致的方程组 （2）麦克斯韦方程组中散度方程对旋度方程的限制作用
证明（1）根据麦克斯韦方程组
Hale Waihona Puke E B t
B
0J
0 0
E t
E 0
B0
对一式两边取散度
(E) (B)0
x 2 B a P(x)
R R Bb
解:将系统看成两个柱体,通以电流密度 大小相同而方向相反的电流,其中半径 为a的柱体电流与原电流同向,由安培环 路定律知
o
φb
O(c, 0)
x1
I0 a
2(a02a2bI2)Re (Ra)
B 2Re { a
2(a02IR b2)e (Ra)
B2
2
0I {[1 (a2 b2)
( x1
b2 c)2
x
2 2
] x 2 e1
[ x1
b 2 ( x1 c )
( x1
c)2
x
2 2
]e2
21
当 R b， R a时
B3
2