第0章电磁学漫谈

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1、授课教师:张新定电话:13632440734,Email:xdzhang2000@gmail.comOffice:理六-313室电磁学漫谈一、电磁学发展史二、该课程的内容三、场的基本概念一、电磁学发展史1.最早的记载：公元前600年左右2.1638年，在我国的某些建筑学的书籍中就有关于避雷的记载：屋顶的四角都被雕饰成龙头的形状，仰头、张口，在它们的舌头上有一根金属芯子，其末端伸到地下，如有雷电击中房顶，会顺着龙舌引入地下，不会对房屋造成危险。3.1745年，荷兰莱顿大学教授马森布罗克制成了莱顿瓶，可以将电荷储存起来，供电学实验使用

2、，为电学研究打下了基础。4.1752年7月，美国著名的科学家、文学家、政治家富兰克林的风筝试验，证实了闪电式放电现象，从此拉开了人们研究电学的序幕。5.1753年，俄国著名的电学家利赫曼在验证富兰克林的实验时，被雷电击中，为科学探索献出了宝贵的生命。6.1771——1773年间，英国科学家卡文迪什进行了大量的静电试验，证明在静电情况下，导体上的电荷只分布在导体表面上。7.1785年，法国科学家库仑在实验规律的基础上，提出了第一个电学定律：库仑定律。使电学研究走上了理论研究的道路。8.1820年，由丹麦的科学家奥斯特在课堂上的一次试

3、验中，发现了电的磁效应，从此将电和磁联系在一起。9.1822年，法国科学家安培提出了安培环路定律，将奥斯特的发现上升为理论。10.1825年，德国科学家欧姆得出了第一个电路定律：欧姆定律。11.1831年，英国实验物理学家法拉第发现了电磁感应定律。并设计了世界上第一台感应发电机。12.1840年，英国科学家焦耳提出了焦耳定律，揭示了电磁现象的能量特性。13.1848年，德国科学家基尔霍夫提出了基尔霍夫电路理论，使电路理论趋于完善。奥斯特的电生磁和法拉第的磁生电奠定了电磁学的基础。14.电磁学理论的完成者——英国的物理学家麦克斯韦（

4、1831—1879）。麦克斯韦方程组——用最完美的数学形式表达了宏观电磁学的全部内容。麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在。15.1866年，德国的西门子发明了使用电磁铁的发电机，为电力工业开辟了道路。16.1876年，美国贝尔发明了电话，实现了电声通信。17.1879年，美国发明家爱迪生发明了电灯，使电进入了人们的日常生活。18.1887年，德国的物理学家赫兹首次用人工的方法产生了电磁波。19.随之，俄国的波波夫和意大利的马可尼，利用电磁波通信获得成功，开创了人类无线通信的新时代。二、该课程的内容第一章：电磁学的数学基础——矢量运

5、算第二章：电磁学的理论基础——麦克斯韦方程组第三，四，五章：麦克斯韦方程组的应用，(边界条件，静态场)第六章：（平面）电磁波的传输特性第七章：电磁波在波导中的传播，（光纤通信）第八章：电磁波的产生（电磁波的辐射）三、场的基本概念1.什么是场？重力场、温度场、电磁场、……a.从数学角度：场是给定区域内各点数值的集合，这些数值规定了该区域内一个特定量的特性。比如：T是温度场中的物理量，T就是温度场b.从物理角度：场是遍及一个被界定的或无限扩展的空间内的，能够产生某种物理效应的特殊的物质，场是具有能量的。2.场的分类a.按物理量的性质分

6、：标量场：描述场的物理量是标量。矢量场：描述场的物理量是矢量。b.按场量与时间的关系分：静态场：场量不随时间发生变化的场。动态场：场量随时间的变化而变化的场。动态场也称为时变场。