(完整word版)电磁场与电磁波概念复习资料(word文档良心出品)

电磁场与电磁波知识点复习一、电磁场的基本概念电磁场是由电场和磁场相互作用而形成的一种物理场。

电场是由电荷产生的，而磁场则是由电流或变化的电场产生的。

电荷是产生电场的源，库仑定律描述了两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。

电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，其定义为单位正电荷在电场中所受到的力。

电流是产生磁场的源，安培定律描述了电流元之间的相互作用。

磁场强度则是描述磁场强弱和方向的物理量。

二、电磁波的产生电磁波是由时变的电场和时变的磁场相互激发而产生，并在空间中以一定的速度传播。

变化的电流和电荷分布都可以产生电磁波。

例如，一个振荡的电偶极子就是一种常见的电磁波源。

当电偶极子中的电荷来回振动时，周围的电场和磁场也随之发生周期性的变化，从而产生电磁波向空间传播。

三、电磁波的性质1、电磁波是横波电磁波中的电场强度和磁场强度都与电磁波的传播方向垂直，这是电磁波作为横波的重要特征。

2、电磁波的传播速度在真空中，电磁波的传播速度恒定，等于光速 c，约为 3×10^8 米/秒。

3、电磁波的频率和波长频率和波长是描述电磁波的两个重要参数，它们之间的关系为：波长＝光速／频率。

电磁波的频率范围非常广泛，从低频的无线电波到高频的伽马射线。

4、电磁波的能量电磁波具有能量，其能量密度与电场强度和磁场强度的平方成正比。

四、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场基本规律的一组方程，包括四个方程：高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和安培麦克斯韦定律。

高斯定律描述了电场的通量与电荷量之间的关系；高斯磁定律表明磁场的通量总是为零；法拉第电磁感应定律说明了时变磁场可以产生电场；安培麦克斯韦定律则指出时变电场也可以产生磁场。

这组方程统一了电学和磁学现象，预言了电磁波的存在，并奠定了现代电磁学的基础。

五、电磁波的传播电磁波在不同介质中的传播特性不同。

在均匀介质中，电磁波遵循直线传播规律；当电磁波从一种介质进入另一种介质时，会发生折射和反射现象。

已经将文本间距加为24磅,第18章:电磁场与电磁波一、知识网络二、重、难点知识归纳1．振荡电流和振荡电路（1）大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫振荡电流。

能够产生振荡电流的电路叫振荡电路。

自由感线圈和电容器组成的电路，是一种简单的振荡电路，简称LC 回路。

在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的现象叫电磁振荡。

（2）LC 电路的振荡过程:在LC 电路中会产生振荡电流，电容器放电和充电，电路中的电流强度从小变大，再从大变小，振荡电流的变化符合正弦规律．当电容器上的带电量变小时，电路中的电流变大，当电容器上带电量变大时，电路中的电流变小(3) LC 电路中能量的转化 :a 、电磁振荡的过程是能量转化和守恒的过程．电流变大时，电场能转化为磁场能，LC 回路中电磁振荡过程中电荷、电场。

电路电流与磁场的变化规律、电场能与磁场能相互变化。

分类：阻尼振动和无阻尼振动。

振荡周期：LC T π2=。

改变L 或C 就可以改变T 。

电磁振荡 麦克斯韦电磁场理论 变化的电场产生磁场 变化的磁场产生电场 特点：为横波，在真空中的速度为3.0×108m/s 电磁波 电磁场与电磁波 发射接收 应用：电视、雷达。

目的：传递信息 调制：调幅和调频 发射电路：振荡器、调制器和开放电路。

原理：电磁波遇到导体会在导体中激起同频率感应电流 选台：电谐振 检波：从接收到的电磁波中“检”出需要的信号。

接收电路：接收天线、调谐电路和检波电路电流变小时，磁场能转化为电场能。

b 、电容器充电结束时，电容器的极板上的电量最多，电场能最大，磁场能最小；电容器放电结束时，电容器的极板上的电量为零，电场能最小，磁场能最大．c 、理想的LC 回路中电场能E 电和磁场能E 磁在转化过程中的总和不变。

回路中电流越大时，L 中的磁场能越大。

极板上电荷量越大时，C 中电场能越大（板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大）。

梯度: 高斯定理:A d S ，电磁场与电磁波知识点要求第一章矢量分析和场论基础1理解标量场与矢量场的概念；场是描述物理量在空间区域的分布和变化规律的函数。

2、理解矢量场的散度和旋度、标量场的梯度的概念，熟练掌握散度、旋度和梯度的计算公 式和方法(限直角坐标系)。

:u；u；u e xe ye z ，-X；y: z物理意义：梯度的方向是标量u 随空间坐标变化最快的方向;梯度的大小：表示标量 u 的空间变化率的最大值。

散度：单位空间体积中的的通量源，有时也简称为源通量密度,旋度：其数值为某点的环流量面密度的最大值， 其方向为取得环量密度最大值时面积元的法 线方向。

斯托克斯定理：■ ■(S?AdS|L )A d l数学恒等式：' Cu )=o ,「c A )=o3、理解亥姆霍兹定理的重要意义：a时，n =3600/ a , n为整数，则需镜像电荷XY平面, r r r.S(—x,y ,z)-q ■严S(-x , -y ,z)S(x F q R 1qS(x；-y ,z )P(x,y,z)若矢量场A在无限空间中处处单值，且其导数连续有界，源分布在有限区域中，则矢量场由其散度和旋度唯一地确定，并且矢量场A可表示为一个标量函数的梯度和一个矢量函数的旋度之和。

A八F u第二、三、四章电磁场基本理论Q1、理解静电场与电位的关系，u= .E d l，E(r)=-V u(r)P2、理解静电场的通量和散度的意义，「s D d S「V "v dV \ D=，VE d l 二0 ' ' E= 0静电场是有散无旋场，电荷分布是静电场的散度源。

3、理解静电场边值问题的唯一性定理，能用平面镜像法解简单问题;唯一性定理表明：对任意的静电场，当电荷分布和求解区域边界上的边界条件确定时，空间区域的场分布就唯一地确定的镜像法：利用唯一性定理解静电场的间接方法。

关键在于在求解区域之外寻找虚拟电荷，使求解区域内的实际电荷与虚拟电荷共同产生的场满足实际边界上复杂的电荷分布或电位边界条件，又能满足求解区域内的微分方程。

电磁场与电磁波知识点电磁场与电磁波是电磁学的基本概念。

电磁场是由电荷或电流所产生的具有一定强度和方向的力场，它对空间中的其他电荷或电流起相互作用的作用。

电磁波是电磁场的一种传播形式，它是以电场和磁场相互作用而产生的一种波动现象。

首先，我们来了解一下电磁场的基本概念。

电磁场是由电荷或电流所产生的力场。

当电荷或电流存在时，它们会在周围产生电场和磁场。

电场是由电荷产生的力场，它与电荷的性质和位置有关，遵循库仑定律。

磁场是由电流产生的力场，它与电流的性质和流动方向有关，遵循安培定律。

电磁场有一定的强度和方向，它们可以通过电场强度和磁感应强度来描述。

电磁场是非常重要的物理概念，它在电磁学、电动力学和电磁波学等领域中发挥着重要的作用。

电磁场不仅能够解释电荷或电流之间的相互作用，还能够解释光的传播和电磁波的形成。

接下来，我们来了解一下电磁波的基本概念。

电磁波是电磁场的一种传播形式，它是以电场和磁场相互作用而产生的一种波动现象。

电磁波是由振荡的电荷或电流产生的，当电荷或电流振荡时，它们会在周围产生电磁场的波动。

电磁波有许多特性，包括频率、波长、速度和偏振等。

频率是指电磁波的振荡次数，它与波长之间有一个简单的关系，即频率等于速度除以波长。

波长是指电磁波的空间周期，它是电磁波在一个周期内传播的距离。

速度是指电磁波的传播速度，它在真空中的数值约为光速。

偏振是指电磁波的振动方向，电磁波可以是线偏振、圆偏振或者非偏振的。

电磁波在物质中的传播速度和真空中的传播速度有所不同。

当电磁波传播到介质中时，它会与介质中的电荷和电流相互作用，从而减小传播速度。

介质对电磁波的传播速度的影响可以用折射率来描述，折射率是介质中光速与真空中光速的比值。

电磁波在空间中传播时，它能够传递能量和动量。

电磁波的能量和动量密度与电场和磁场的强度有关，它们可以通过能量密度和动量密度来描述。

能量密度是单位体积内的能量，动量密度是单位体积内的动量。

电磁波的能量和动量密度与电磁场的强度有一个简单的关系，即能量密度等于电场强度和磁感应强度的平方之和的一半，动量密度等于电场强度和磁感应强度的矢量叉乘的一半。

电磁场与电磁波知识点整理一、电磁场的基本概念电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体。

电荷产生电场，电流产生磁场。

电场是存在于电荷周围，能传递电荷之间相互作用的物理场。

它的基本特性是对置于其中的电荷有力的作用。

电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，用 E 表示。

单位是伏特每米（V/m）。

磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，能对放入其中的磁体、电流产生力的作用。

磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，用 B 表示。

单位是特斯拉（T）。

二、库仑定律与安培定律库仑定律描述了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。

其表达式为：＄F ＝k\frac{q_1q_2}｛r^2}＄，其中 k 是库仑常量，约为＄9×10^9N·m^2/C^2$ 。

安培定律则阐述了两个电流元之间的相互作用力。

电流元在磁场中所受到的安培力为＄dF ＝ I dl × B$ 。

三、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电磁场理论的核心，由四个方程组成。

高斯定律：＄＼oint_{S} E·dS ＝＼frac{q}｛ε_0}＄，表明电场的散度与电荷量成正比。

高斯磁定律：＄＼oint_{S} B·dS ＝ 0$ ，说明磁场是无源场。

法拉第电磁感应定律：＄＼oint_{C} E·dl ＝＼frac{d}｛dt}＼int_{S} B·dS$ ，揭示了时变磁场产生电场。

安培麦克斯韦定律：＄＼oint_{C} H·dl ＝ I ＋＼frac{d}｛dt}＼int_{S} D·dS$ ，指出时变电场产生磁场。

四、电磁波的产生与传播电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波。

变化的电场和变化的磁场相互激发，形成在空间中传播的电磁波。

电磁波的产生通常需要一个振荡电路，比如 LC 振荡电路。

当电容器充电和放电时，电路中的电流和电荷不断变化，从而产生变化的电磁场，并向周围空间传播。

0limt q tFE q →=vv 第二章.电磁学基本理论本章以麦克斯韦方程组为核心，揭示电磁场和电荷，电流之间互相联系的规律。

我们研究电磁场问题都是以麦克斯韦方程组为出发点。

一．场量的定义和计算 2.1 电场的定义这种存在于电荷周围，能对其他电荷产生作用力的特殊的物质称为电场。

可见电荷是产生电场的源。

2.2 电场强度的定义单位正电荷在电场中某点受到的作用力称为该点的电场强度电场强度严格的数学表达式为： 在此要求实验电荷足够小，以使该电荷产生的电场不致使原电场发生畸变。

2.3 库仑定律： 其中： 为真空中介电常数。

2.4 电场强度的计算其中： 是源电荷指向场点的方向。

点电荷周围电场强度的计算公式： (2) 连续分布的电荷源产生的电场a.线电荷分布：线电荷密度定义：单位长度上的电荷量。

上所带的电荷量：2112212021ˆ4πR q q F a R ε=v1q 2q 21R v91201108.851036πε--=⨯=⨯F/m0ε2200ˆˆ4π4πt R R t qq qE a a q R Rεε==v ˆR a 20ˆ4πR q E aRε=v0d lim d l l q ql l ρ∆→∆=='∆d l 'd d l q l ρ'=该线电荷在空间产生的电场强度： b.面电荷分布：电荷沿空间曲面连续分布。

该面电荷在空间产生的电场强度：c.体电荷分布: 电荷在某空间体积内连续分布 。

该体电荷在空间产生的电场强度:二．电位（1）电位定义：外力将单位正电荷是由无穷远处移到A 点，则A 点和无穷远处的电位差称为A 点的电位。

（以无穷远处为零电位参考点。

为电荷源到A 点的距离）（2）电位差定义：单位正电荷由P 点移动到A 点，外力所做的功称为A 点和P 点之间的电位差。

电位差数学表达式： (三) 磁场产生磁场的源：a.永久磁铁b.变化的电场 c.电流周围（运动的电荷） 1. 什么是磁场？存在于载流回路或永久磁铁周围空间，能对运动电荷施力的特殊物质称为磁场。