電磁場與電磁波-緒論

緒論一、課程的性質(zhì)和任務(wù)1電磁場：電場和磁場的統(tǒng)一體和總稱。隨時(shí)間變化的電場產(chǎn)生磁場，隨時(shí)間變化的磁場產(chǎn)生電場，兩者互為因果，形成電磁場。電磁場可由變速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子引起，也可由強(qiáng)弱變化的電流引起，不論原因如何，電磁場總是以光速向四周傳播，形成電磁波。電磁場是電磁作用的產(chǎn)物，具有能量和動(dòng)量，是物質(zhì)存在的一種形式。電磁場的性質(zhì)、特征及其運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律由MAXWELL確定。

2、課程的性質(zhì)和任務(wù)“電磁場與電磁波”是高等學(xué)校電子信息類及電氣信息類專業(yè)本科生必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課.

課程內(nèi)容是電子、電氣信息類專業(yè)本科學(xué)生應(yīng)具備知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。電磁場理論與電磁波基本理論又是一些交叉學(xué)科的生長點(diǎn)和新興邊緣學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)。

前修課程：“高等數(shù)學(xué)”

、“工程數(shù)學(xué)”和“大學(xué)物理”（電磁學(xué)）

二、課程內(nèi)容和教材體系

課程主要介紹經(jīng)典宏觀電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律,即電磁場理論和電磁波理論教材共9章第1章矢量分析第2章靜電場與恒定電場第3章靜電場解法第4章恒定磁場第5章時(shí)變電磁場第6章正弦平面電磁波在無界空間中的傳播第7章電磁波的反射和折射第8章導(dǎo)行電磁波第9章電磁波輻射前五章的內(nèi)容為電磁場理論部分，后四章為電磁波理論部分三、課程特點(diǎn)1、理論性強(qiáng)：電磁場與電磁波是在電磁學(xué)的基礎(chǔ)上,按歸納法，從一系列實(shí)驗(yàn)定律開始，逐步將其一般化，歸納成有普遍意義的麥克斯韋方程組，進(jìn)一步討論時(shí)變電磁場與波的傳播。2、對數(shù)學(xué)工具要求高：所需的數(shù)學(xué)知識(shí)有高等數(shù)學(xué)和工程數(shù)學(xué)。3、物理概念多4、四維物理過程四、電磁場、電磁波與工程應(yīng)用

1831年，英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象并提出電磁感應(yīng)定律，制造出了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。

麥克斯韋方程奠定了宏觀電磁理論的基礎(chǔ)，預(yù)言了電磁波的存在。這個(gè)預(yù)言于1888年被德國物理學(xué)家赫茲的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所證實(shí)，從而導(dǎo)致無線電通信的發(fā)明，展現(xiàn)了電磁場與電磁波應(yīng)用的廣闊前景。電磁波的應(yīng)用領(lǐng)域：通信、雷達(dá)、廣播、電視、導(dǎo)航、遙控遙測和電子對抗。

無線電通信系統(tǒng)接收機(jī)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(jī)發(fā)射天線饋線導(dǎo)行波導(dǎo)行波中、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MMDS-C型微波天線對數(shù)周期天線矩形波導(dǎo)圓波導(dǎo)平行雙線同軸線微帶線B2隱形轟炸機(jī)

要掌握天線發(fā)射和接收電磁波的機(jī)理和性能，必須掌握電磁場與電磁波的基本理論和技術(shù)。要掌握電磁波傳輸?shù)臋C(jī)理和性能，了解構(gòu)成導(dǎo)波系統(tǒng)的元件和器件的性能，就必須掌握電磁場與電磁波的基本理論和技術(shù)。要了解在地面站和衛(wèi)星之間信號如何傳播，就必須掌握電磁場與電磁波的基本理論和技術(shù)?！Σ?

引力波是一種能脫離引力場源在真空中傳播的波動(dòng)引力場，又稱引力輻射,是一種以光速傳播的時(shí)空波動(dòng)，是時(shí)空曲率的擾動(dòng)以行進(jìn)波的形式向外傳遞的一種方式。引力波與流體力學(xué)中的重力波很相似，當(dāng)液體表面或內(nèi)部液團(tuán)由于密度差異離開原來位置，在重力和浮力的綜合作用下，液團(tuán)會(huì)處于上下振動(dòng)以達(dá)到平衡的狀態(tài)。即產(chǎn)生波動(dòng)。引力波則是由于空間質(zhì)量和速度的變化導(dǎo)致空間產(chǎn)生的波動(dòng)。

2016年2月11日，美國科研人員宣布他們利用激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）“探測到引力波的存在”。當(dāng)兩個(gè)黑洞于約13億年前碰撞，兩個(gè)巨大質(zhì)量結(jié)合所傳送出的擾動(dòng)，于2015年9月14日抵達(dá)地球并被檢測到。這最終證實(shí)了愛因斯坦100年前所做的預(yù)測。愛因斯坦廣義相對論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中最后一塊缺失的“拼圖”被填補(bǔ)了。

五、電磁場理論與電路理論之間的關(guān)系1、集總假設(shè)與集總電路集總電路的定義：

滿足條件的電路集總電路的特點(diǎn)：

工作頻率低（F<300MHz)

用電路理論的方法分析2、一般電磁系統(tǒng)

不滿足集總假設(shè)的條件不能用電路理論的方法分析六學(xué)習(xí)電磁場與電磁波應(yīng)注意的問題

1、熟練的數(shù)學(xué)工具：要及時(shí)補(bǔ)習(xí)不熟悉的數(shù)學(xué)內(nèi)容，習(xí)慣將數(shù)學(xué)作為語言和工具來使用

2、必要的物理基礎(chǔ)：要有良好的電磁學(xué)基礎(chǔ)

3、課前預(yù)習(xí)：課前要求預(yù)習(xí)5~10分鐘

4、課后對教材的閱讀和理解

5、認(rèn)真完成作業(yè)

參考教材1、姚毅.電磁場與電磁波.重慶大學(xué)出版社.20032、王家禮.電磁場與電磁波.西安電子科技大學(xué)出版社.20013、鐘順時(shí).電磁場理論基礎(chǔ).西安電子科技大學(xué)出版社.20014、謝處方.電磁場與電磁波.高等教育出版社.20005、馮慈璋.電磁場.高等教育出版社.20026、粟毅.探地雷達(dá)理論與應(yīng)用