电磁场理论1课件.ppt

* * 掌握宏观电磁场的基本属性和运动规律 掌握宏观电磁场问题的基本分析方法 了解宏观电磁场的主要应用领域及原理 训练分析、归纳和提炼问题的科学方法 培养用数学工具解决科学工程问题的能力 独立完成作业，做好课堂笔记 精读一至二本教学参考书 成绩评分标准 1、平时成绩考核的具体项目： 考勤；平时作业。 2、各考核项目的考核次数： 考勤 8-10次；平时作业4-6次。 3、考核项目的评分细则： 考勤，每次计1分（点名累计超过4次未到者，此项目为0分）共计10分。平时作业共计20分。 4、考核项目分别占平时总成绩的比例： 考勤：10%；平时作业：20%。 5、平时成绩占期末总成绩的比例。 平时：30%；期末考试：70%（闭卷）。 主要参考书 [1] J. D. Kraus，Electromagnetism with 　 Application（Fifth Edition） [2] 毕德显，电磁场理论，电子工业出版社 [3] 谢处方，电磁场与电磁波，高等教育出版社 [4] 陈重等，电磁场理论基础，北京理工出版社 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 电磁场理论 Electromagnetic Theory 安徽大学 王志平 序 论 科学内涵和应用领域 发展历程与发展简史 主要研究对象和内容 课程学习目的及要求 科学内涵及应用领域 电磁场 理论的科学内 涵和应用领域 1. 物理的一个分支学科：　 　 电磁场属性与统一场理论 　 微观量子电磁现象及应用 2. 无线电技术的理论基础： 　 电磁场与物质相互作用 信息传输新器件和系统 　 信息获取新方法和技术 3. 电气工程学科理论核心: 电磁能量的产生转换 电磁能量的传输和储存 电磁场能的开发和应用 电磁场理论的学科内涵 电磁场的主要应用领域 电磁场（或波）为能量一种形式，是当今世界 最重要的能源，其研究领域涉及电磁能产生、 存储、变换、传输和应用. 电磁波作为信息的载体，成为当今社会发布和获 取信息的主要手段，研究内容包括信息的产生、 　 获取、交换、传输、储存、处理、再现和应用. 电磁场的主要应用领域 电磁波作为探测未知世界的一种重要手 段，主要研究领域为电磁波与目标的相 互作用特性、目标探测及其特征的获取 电磁场的主要应用领域 电磁场的主要应用领域 电磁场理论发展历程 电、磁现象是大自然最重要的往来现象，也最早 被科学家们关心和研究的物理现象，其中贡献最 大的有来顿、富兰克林、伏打等科学家。 19世纪以前，电、磁现象作为两个独立的物理现 象被广泛的关注和研究。正是由于这些研究为电 磁学理论的建立奠定了基础。 1. 电磁场理论的早期研究 2．电磁场理论的建立 奥斯特是谢林的信徒，从1807年 开始研究电与磁之间的关系。 1820年发现电流以力作用于磁针 18世纪末期，德国哲学家谢林认为,宇宙是有 活力的, 而不是僵死的, 认为电是宇宙的活力 和灵魂；电、磁、光、热现象是相互联系的。 安培发现作用力的方向和电 流的方向以及磁针到通过电 流的导线的垂直线方向相互 垂直，并定量建立了若干数 学公式。这表明，电流与磁 之间存在着密切的联系。 2．电磁场理论的建立 法拉第相信电、磁、光、热是相 互联系的。奥斯特1820年发现 电流以力作用于磁针后，法拉第 敏锐地意识到磁也一定能够对电 产生影响。1821年他开始探索磁 生电的实验1831年他发现； 当磁捧插入导体线圈时；导线圈 中就产生电流。这表明，电与磁 之间存在着密切的联系。 2．电磁场理论的建立 麦克斯韦深入研究并探讨了电与 磁之间发生作用的问题，发展了 场的概念。在法拉第实验的基础 上，总结了宏观电磁现象规律， 引进位移电流的概念，提出了一 组描述电磁现象的规律偏微分方 程，即麦克斯韦方程组，建立了 宏观经典电磁场理论。 1855年：开始致力于电磁学的研究 1864年：《电磁场的动力学理论》 1873年：《电磁通论》著作完成 1873年: 经典宏观电磁场理论建立 3．电磁场理论的发展和应用 德国科学家赫兹, 1887 年用火 花隙激励一个环状天线，用另 一个带隙的环状天线接收，证 实了麦克斯韦关于电磁波存在 的预言，这一重要的实验导致 了后来无线电报的发明。从此开始了电磁场 和电磁波理