电磁场与电磁波 代秋芳.pptVIP

教 材 课程特点 理论体系严谨 抽象------看不见、摸不着 要求： 》具有较深厚的数学功底 》较强的空间想象能力 》较好的逻辑推理能力 应用广泛 本课程与相关课程的关系 学习建议 电磁学发展史 1. 最早的记载：公元前 600年左右 2. 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，为电学研究打下了基础。 3. 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，，发明了避雷针，从此拉开了人们研究电学的序幕。 电磁学发展史 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。 电磁学发展史 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（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。 本课程的应用 静电场：利用静电场对带电粒子具有力的作用。如：静电复印、静电除尘以及静电喷漆 静磁场：利用磁场力的作用。如：电磁铁、磁悬浮轴承以及磁悬浮列车等 时变电磁场：利用电磁波作为媒介传输信息。如：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 带电粒子偏转：静电场最常见的应用 阴极射线示波器 喷墨打印机 磁悬浮列车 卫星通信 基本原理：卫星通信就是地球上（包括地球、水面和低层大气中）的无线电通信站之间利用人造卫星做中继站而进行的通信。 通信地球站：可以是地面站、车载站、机载站 地球站的天线要始终对准卫星才能利用卫星进行通信，所以我们通常使用静止卫星，也即同步卫星。 同步卫星：卫星处在距地面35600公里左右时，周期T=24小时，时间与地球自转时间一致。 我国卫星发展状况 1、1970年4月24日成功发射“东方红一号”第一颗卫星。 2、1984年4月 成功发射第一颗同步卫星“东方红二号”。 3、1990年4月27日成功发射“亚州一号”通信卫星。 电磁炉 加热原理：采用磁场感应电流(涡流)加热，利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿的底部时即会产生无数小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热于器皿内的食物。 特点： 锅具自行发热，并煮食锅内食物。 炉面不发热，当磁场内的磁力线通过非金属物休，不会产生涡流，故不会产生热力。炉面和人都是非金属物体，本身不会发热，因此没有被电磁炉烧伤的危险，安全可靠。 电磁炉的热效率极高，煮食时安全、洁净、无火、无烟、无废气、不怕风吹、不会爆炸或引致气体中毒。 微波炉 内加热：微波炉中极性分子接受微波辐射的能量后，通过分子偶极的每秒数十亿次的高速旋转产生热效应，这种加热方式称为内加热 外加热：把普通热传导和热对流的加热过程称为外加热。 内加热特点：加热速度快、受热体系温度均匀等特点。 隐形飞机 雷达工作原理：雷达发出高频电磁波射到物体上。物体把这个电磁波向各个方向反射，当然也有一部分反射回发射点（雷达），在雷达处再设一个接收装置就可接收到回波。根据回波可发现物体。 隐形飞机原理：使雷达无法探测到。飞机达到隐形效果的关键，在于采用隐形材料和隐形设计，尽量把雷达波束吸收掉，或者向偏离原雷达的方向反射。这样飞机就不容易被雷达探测到。 第一章 矢量分析 §1.1 场的概念 §1.2 标量场的方向导数和梯度 §1.3 矢量场的通量和散度 §1.4 矢量场的环量和旋度 §1.5 圆柱坐标系与球坐标系 §1.6 亥姆霍兹定理 本章要点 》标量场的方向导数和梯度