电磁场理论第1讲绪论

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1、电磁场理论一、课程的性质和任务“电磁场与电磁波”是电子信息类及电气信息类专业的必修技术基础课课程涵盖的内容是电子电气信息类专业学生应具备知识结构的重要组成部分学生而言，本课程是基础课程通向专业课程的桥梁，是最重要的专业基础课之一本课程将在大学物理基础上，更深入地研究宏观电磁现象和电磁过程的基本规律及其分析计算方法，培养分析和解决电磁场工程基本问题的能力教学过程：分为两个阶段讲述宏观电磁现象的物理概念、基本规律、分析思路和分析方法；不进行公式推导，不讲例题。第一阶段：大班上课。对相关的电磁问题进行详细、深入的分析研究。第二阶段：分

2、为三个小班上课。建立宏观电磁场理论的整体轮廓二、电磁场理论的发展公元前600年希腊人发现了摩擦后的琥珀能够吸引微小物体；公元前300年我国发现了磁石吸铁的现象；后来，人们发现了地球磁场的存在。1785年法国科学家库仑（1736－1806）通过实验创建了著名的库仑定律。库仑（1736－1806）二、电磁场理论的发展1820年丹麦人奥斯特（1777－1851）发现了电流产生的磁场。奥斯特(1777－1851)同年法国科学家安培（1775－1836）计算了两个电流之间的作用力——建立了安培定律。安培（1775－1836）二、电磁场理论

3、的发展1831年英国科学家法拉第（1791－1867）发现电磁感应现象，创建了电磁感应定律，揭示时变磁场可以产生电场。法拉第（1791－1867）二、电磁场理论的发展1865年，英国科学家麦克斯韦（1831－1879）提出了位移电流的假设，认为时变电场可以产生时变磁场，并以严格数学方程描述了电磁场与波应该遵循的统一规律，这就是著名的麦克斯韦方程。该方程揭示了时变电场可以产生时变磁场，同时又表明时变磁场可以产生时变电场，因此麦克斯韦预言电磁波的存在.麦克斯韦（1831－1879）二、电磁场理论的发展1887年德国物理学家赫兹（18

4、57－1894）的实验电磁波的存在。在这个基础上，俄国的波波夫及意大利的马可尼于19世纪末先后发明了用电磁波作为媒体传输信息的技术。当今的无线通信、广播、雷达、遥控遥测、微波遥感、无线因特网、无线局域网、卫星定位以及光纤通信等信息技术都是利用电磁波作为媒介传输信息的。赫兹（1857－1894）三、电磁场与电磁波的应用工业：加热、检测、……；农业：育种、杀菌、……；通信：有线通信、无线通信、移动通信、卫星通信、……；军事：电子对抗、侦察、干扰、制导、高能武器、……；能源：卫星太阳能电站、受控核聚变、……；地质：探矿、测井、……；交

5、通：磁悬浮列车、……；交叉学科：生物电磁学、环境电磁学、电磁兼容、……。高温超导磁悬浮机车磁场力的应用电磁波测井F22隐形飞机反射定律的应用irJ20J20立体电影电磁波极化特性的应用立体电影电磁波极化特性的应用全球定位系统GlobalPositioningSystem(GPS)信息载体的应用光纤接收机接收天线馈线导行波导行波导行波导行波发射机发射天线馈线导行波导行波电磁波的发射与接收中、短波发射天线微波接力天线卡塞格仑天线MMDS-A型微波天线以上新技术的广泛应用又促进了电磁理论的发展。由此创建了很多分析电磁场与波的新方法

6、，研制了很多电磁性能优越的新材料。特别是随着大容量的高性能及高速度计算机出现，不但解决了很多电磁理论的计算问题，同时也萌生了计算电磁场与波的新方法，从而形成计算电磁学的新学科，它是当今电磁学的重要分支。相互促进，共同发展★金属丝结构的有效介电常数★开口谐振环的有效磁导率★双负媒质的构成