電磁場理論 第1講 緒論

1、電磁場理論一、課程的性質(zhì)和任務(wù) “電磁場與電磁波”是電子信息類及電氣信息類專業(yè)的必修技術(shù)基礎(chǔ)課 課程涵蓋的內(nèi)容是電子電氣信息類專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備知識結(jié)構(gòu)的重要組成部分 學(xué)生而言，本課程是基礎(chǔ)課程通向?qū)I(yè)課程的橋梁，是最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一本課程將在大學(xué)物理基礎(chǔ)上，更深入地研究宏觀電磁現(xiàn)象和電磁過程的基本規(guī)律及其分析計算方法，培養(yǎng)分析和解決電磁場工程基本問題的能力教學(xué)過程：分為兩個階段講述宏觀電磁現(xiàn)象的物理概念、基本規(guī)律、分析思路和分析方法；不進(jìn)行公式推導(dǎo)，不講例題。第一階段：大班上課。對相關(guān)的電磁問題進(jìn)行詳細(xì)、深入的分析研究。第二階段：分為三個小班上課。建立宏觀電磁場理論的整體輪廓二、電磁場理論的

2、發(fā)展 公元前600年希臘人發(fā)現(xiàn)了摩擦后的琥珀能夠吸引微小物體；公元前300年我國發(fā)現(xiàn)了磁石吸鐵的現(xiàn)象；后來，人們發(fā)現(xiàn)了地球磁場的存在。1785年法國科學(xué)家?guī)靵觯?7361806）通過實驗創(chuàng)建了著名的庫侖定律。庫侖（17361806）二、電磁場理論的發(fā)展1820年丹麥人奧斯特（17771851）發(fā)現(xiàn)了電流產(chǎn)生的磁場。奧斯特(1777 1851)同年法國科學(xué)家安培（17751836）計算了兩個電流之間的作用力建立了安培定律。安培（17751836）二、電磁場理論的發(fā)展 1831年英國科學(xué)家法拉第（17911867）發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，創(chuàng)建了電磁感應(yīng)定律，揭示時變磁場可以產(chǎn)生電場。法拉第（179118

3、67）二、電磁場理論的發(fā)展1865年，英國科學(xué)家麥克斯韋（18311879）提出了位移電流的假設(shè)，認(rèn)為時變電場可以產(chǎn)生時變磁場，并以嚴(yán)格數(shù)學(xué)方程描述了電磁場與波應(yīng)該遵循的統(tǒng)一規(guī)律，這就是著名的麥克斯韋方程。該方程揭示了時變電場可以產(chǎn)生時變磁場，同時又表明時變磁場可以產(chǎn)生時變電場，因此麥克斯韋預(yù)言電磁波的存在.麥克斯韋（18311879）二、電磁場理論的發(fā)展1887年德國物理學(xué)家赫茲（18571894）的實驗電磁波的存在 。在這個基礎(chǔ)上，俄國的波波夫及意大利的馬可尼于19世紀(jì)末先后發(fā)明了用電磁波作為媒體傳輸信息的技術(shù)。 當(dāng)今的無線通信、廣播、雷達(dá)、遙控遙測、微波遙感、無線因特網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、衛(wèi)星

4、定位以及光纖通信等信息技術(shù)都是利用電磁波作為媒介傳輸信息的。赫茲（18571894）三、電磁場與電磁波的應(yīng)用工業(yè)：加熱、檢測、；農(nóng)業(yè)：育種、殺菌、；通信：有線通信、無線通信、移動通信、衛(wèi)星通信、；軍事：電子對抗、偵察、干擾、制導(dǎo)、高能武器、；能源：衛(wèi)星太陽能電站、受控核聚變、；地質(zhì)：探礦、測井、；交通：磁懸浮列車、；交叉學(xué)科：生物電磁學(xué)、環(huán)境電磁學(xué)、電磁兼容、。 高溫超導(dǎo)磁懸浮機車磁 場 力 的 應(yīng) 用電 磁 波 測井F22 隱形飛機反 射 定 律 的 應(yīng) 用 i rJ20J20立 體 電 影 電 磁 波 極 化 特 性 的 應(yīng) 用立 體 電 影 電 磁 波 極 化 特 性 的 應(yīng) 用全 球 定 位 系 統(tǒng)Global Positioning System(GPS)信 息 載 體 的 應(yīng) 用 光 纖接收機接收天線饋線導(dǎo)行波導(dǎo)行波導(dǎo)行波導(dǎo)行波發(fā)射機發(fā)射天線饋線導(dǎo)行波導(dǎo)行波電磁波的發(fā)射與接收中、短波發(fā)射天線微波接力天線卡塞格侖天線MMDS-A型微波天線 以上新技術(shù)的廣泛應(yīng)用又促進(jìn)了電磁理論的發(fā)展。由此創(chuàng)建了很多分析電磁場與波的新方法，研制了很多電磁性能優(yōu)越的新材料。特別是隨著大容量的高性能及高速度計算機出現(xiàn)，不但解決了很多電磁理論的計算問題，同時也萌生了計算電磁場與波