北大電磁學(xué)王稼軍配套課件

北大電磁學(xué)王稼軍配套課件

制作人：XXX時間：20XX年X月目錄第1章電磁學(xué)基礎(chǔ)第2章靜電場第3章磁場第4章電磁感應(yīng)第5章電磁波第6章實際應(yīng)用第7章總結(jié)與展望01第1章電磁學(xué)基礎(chǔ)

電磁學(xué)概述電磁學(xué)是物理學(xué)中研究電荷和電荷周圍所產(chǎn)生的電場、磁場及它們之間相互作用的一門學(xué)科。在電磁學(xué)中，電場和磁場是兩個重要的概念，它們的相互作用形成了電磁力，是自然界中普遍存在的力之一。電場電場是指某個空間內(nèi)存在電荷時，該空間內(nèi)其他點上所受力的大小和性質(zhì)。定義電場的描述可以通過電場強度來完成，電場強度的概念是電場在空間的某一點上單位正電荷所受的力的大小和方向。描述

磁場磁場是由電荷的運動或電流所產(chǎn)生的，它是一種在空間中能夠產(chǎn)生磁力的場。產(chǎn)生0103

02磁場通常用磁感應(yīng)強度或磁場強度來描述。描述高斯安培定律描述電場強度環(huán)流密度的概念，是介質(zhì)中電流密度的概念。法拉第電磁感應(yīng)定律描述時間變化的磁場會誘導(dǎo)出感應(yīng)電動勢。麥克斯韋-安培環(huán)路定律描述曲線環(huán)繞的導(dǎo)線中的電流之代數(shù)和等于曲線所圍面積上的磁感應(yīng)強度的磁通總和。麥克斯韋方程組高斯定理描述電場在任意閉合曲面上的電通量與包圍該曲面的電荷量之比成正比。電磁現(xiàn)象電磁現(xiàn)象是指電荷和電流所產(chǎn)生的電場和磁場之間的相互作用，是電磁學(xué)研究的核心內(nèi)容之一。電磁現(xiàn)象廣泛應(yīng)用于電磁波傳播、電磁感應(yīng)、電磁能量轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要基礎(chǔ)。

電磁波電磁波是一種橫波，由電場和磁場相互垂直振蕩而組成。特性電磁波在真空中以光速傳播，具有波長和頻率兩個基本特性。傳播電磁波在通信、雷達(dá)、醫(yī)學(xué)影像等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用

02第2章靜電場

靜電場基礎(chǔ)靜電場是指電場中不隨時間變化的電場。靜電場產(chǎn)生的原因是固定電荷或電荷的分布。在電磁學(xué)中，靜電場是研究電荷靜止時的電場分布和性質(zhì)的學(xué)科。靜電場的基礎(chǔ)理論奠定了后續(xù)電磁學(xué)研究的基礎(chǔ)。靜電場基礎(chǔ)靜電場的產(chǎn)生固定電荷靜電場的特性電荷分布靜電場的特點不隨時間變化

靜電場力和勢能靜電場中電荷之間的相互作用力是庫侖力，與電荷間距離的平方成反比。這種力作用在電荷之間，并且是一個吸引力或者斥力。在靜電場中，電勢能是指靜電力所做的功，表示電荷在電場中移動時所具有的能量。靜電場力和勢能是電磁學(xué)中重要的概念，對于電場中電荷之間的相互作用有著重要的影響。

靜電場力和勢能電荷之間的相互作用力庫侖力靜電力所做的功電勢能能量轉(zhuǎn)化的過程電場中移動

高斯定律描述電場關(guān)系的定理電場中電荷分布0103

02電場面積積分封閉曲面靜電場的邊界條件靜電場的邊界條件是指介質(zhì)界面上的電場強度和法向分量應(yīng)該相等。在電磁學(xué)中，邊界條件是研究電場在不同介質(zhì)中傳播時的特性和規(guī)律的重要內(nèi)容。靜電場的邊界條件決定了介質(zhì)之間電場的分布和傳播。

靜電場的邊界條件不同介質(zhì)間的電場介質(zhì)界面介質(zhì)界面上的特性電場強度電場傳播規(guī)律法向分量

03第3章磁場

磁場基礎(chǔ)磁場是由電荷運動或電流所產(chǎn)生的一種場，磁場有磁感應(yīng)強度和磁場強度之分。磁場對周圍的磁性物質(zhì)或電流產(chǎn)生磁力。

安培環(huán)路定律電流周圍的磁場強度和電流的關(guān)系描述關(guān)系為研究磁場提供了基礎(chǔ)法則重要性用于計算磁場強度的方向和大小應(yīng)用

畢奧-薩伐爾定律電流元在磁場中受到的磁感應(yīng)強度描述規(guī)律0103

02給出了磁場強度的計算方式數(shù)學(xué)表達(dá)影響因素磁場強度大小物質(zhì)的磁導(dǎo)率應(yīng)用領(lǐng)域電磁感應(yīng)電動機運轉(zhuǎn)

磁場的磁力磁場特點磁場力呈現(xiàn)磁極相互作用磁場力可以是吸引或斥力總結(jié)磁場是電荷運動或電流所產(chǎn)生的場，與電場一樣是電磁場的一部分。磁場的研究對于理解電磁現(xiàn)象和應(yīng)用于工程技術(shù)都有著重要意義。04第四章電磁感應(yīng)

電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)是指磁場的變化會引起電場，電場的變化也會引起磁場。這種相互關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象是電磁學(xué)中重要的基礎(chǔ)概念之一。通過電磁感應(yīng)，我們可以理解電磁波的傳播、發(fā)電機的工作原理等重要現(xiàn)象。

法拉第電磁感應(yīng)定律描述了磁場變化對感應(yīng)電動勢的影響磁通量的變化率與磁場的變化率成正比感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢方向遵循環(huán)電動勢規(guī)則閉合磁通道

渦旋磁場存在感生電動勢具有環(huán)路積分為非零值的性質(zhì)電場強度與磁場變化率成正比隨著磁場變化而變化電場方向垂直于磁場方向與磁場變化方向有關(guān)渦旋電場磁場變化引起非靜態(tài)電場導(dǎo)致渦旋電場的產(chǎn)生感應(yīng)電流引起感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場變化在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生環(huán)繞磁場的電流渦流感應(yīng)電流遵循安培環(huán)路定律閉合回路

總結(jié)電磁感應(yīng)是電磁學(xué)中的重要概念，描述了磁場變化導(dǎo)致的電場現(xiàn)象。法拉第電磁感應(yīng)定律和渦旋電場原理是深入理解電磁感應(yīng)的關(guān)鍵。感應(yīng)電流的產(chǎn)生也是電磁學(xué)中的重要內(nèi)容，涉及到磁場與電流的相互作用。掌握電磁感應(yīng)的原理和應(yīng)用對于理解電磁學(xué)的基礎(chǔ)和應(yīng)用具有重要意義。05第五章電磁波

電磁波基礎(chǔ)電磁波是由振蕩的電場和磁場通過空間傳播的波動。這種波動是在真空中傳播的，速度等于光速，具有電磁性。電磁波在自然界和工程技術(shù)中都有重要應(yīng)用。麥克斯韋方程組和電磁波描述了電磁波的傳播規(guī)律麥克斯韋方程組電磁波本質(zhì)電場與磁場關(guān)系電磁波特性波長和頻率等于光速速度電磁波的性質(zhì)電磁波具有波長、頻率、速度等特性。根據(jù)波長的不同，電磁波可分為射線、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線。

雷達(dá)飛機導(dǎo)航氣象預(yù)測醫(yī)療MRI掃描放射治療

應(yīng)用和產(chǎn)生電磁波通訊手機信號衛(wèi)星通信電磁波應(yīng)用手機通話通訊領(lǐng)域0103天文觀測科研領(lǐng)域02醫(yī)學(xué)影像診斷醫(yī)療領(lǐng)域06第6章實際應(yīng)用

電磁學(xué)在生活中的應(yīng)用電磁學(xué)在手機、家電、交通工具等日常生活中有著重要的應(yīng)用。手機的通訊原理就是建立在電磁學(xué)的基礎(chǔ)之上，無線電、微波等技術(shù)的發(fā)展也離不開電磁學(xué)的支持。家用電器如電視、冰箱等也都運用了電磁學(xué)原理。交通工具的電動化也是電磁學(xué)應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。

電磁學(xué)在科學(xué)研究中的應(yīng)用電磁相互作用粒子物理學(xué)電磁波觀測天文學(xué)地球磁場研究地質(zhì)學(xué)

電磁學(xué)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用輸電線路設(shè)計電力工程半導(dǎo)體生產(chǎn)電子制造磁選工藝礦業(yè)開采

電磁學(xué)的未來發(fā)展隨著科技的進(jìn)步，電磁學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U展，為人類帶來更多便利和創(chuàng)新。未來隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展，電磁學(xué)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，推動科技進(jìn)步和社會發(fā)展。

07第7章總結(jié)與展望

電磁學(xué)基礎(chǔ)知識總結(jié)本課程通過介紹電磁學(xué)的基礎(chǔ)知識、靜電場、磁場、電磁感應(yīng)、電磁波等內(nèi)容，為學(xué)生提供了深入了解電磁學(xué)的機會。電磁學(xué)作為具有重要物理學(xué)科基礎(chǔ)的學(xué)科，對未來科學(xué)發(fā)展和工業(yè)應(yīng)用具有重要意義。

電磁學(xué)未來展望在光學(xué)和粒子物理領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用科學(xué)研究促進(jìn)電磁設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量工業(yè)生產(chǎn)

感謝王稼軍教授在本課程中，王稼軍教授提供豐富的電磁學(xué)課件，讓學(xué)生深入探索電磁學(xué)的奧秘，為我們打開了新的知識之門。

《電磁學(xué)應(yīng)用與實驗》作者：王稼軍出版社：科學(xué)出版社年份：2018