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电动力学期末考试复习知识总结及试题第一章电磁现象的普遍规律一、主要内容：电磁场可用两个矢量—电场强度和磁感应强度来完全描写，这一章的主要任务是：在实验定律的基础上找出, 所满足的偏微分方程组—麦克斯韦方程组以及洛仑兹力公式，并讨论介质的电磁性质及电磁场的能量。
在电磁学的基础上从实验定律出发运用矢量分析得出电磁场运动的普遍规律；使学生掌握麦克斯韦方程的微分形式及物理意义；同时体会电动力学研究问题的方法，从特殊到一般，由实验定律加假设总结出麦克斯韦方程。
完成由普通物理到理论物理的自然过渡。
二、知识体系：三、内容提要：1．电磁场的基本实验定律：（1）库仑定律：对个点电荷在空间某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点场强的矢量和，即：（2）毕奥——萨伐尔定律（电流决定磁场的实验定律）（3）电磁感应定律①生电场为有旋场（又称漩涡场）,与静电场本质不同。
②磁场与它激发的电场间关系是电磁感应定律的微分形式。
（4）电荷守恒的实验定律,①反映空间某点与之间的变化关系，非稳恒电流线不闭合。
② 若空间各点与无关，则为稳恒电流，电流线闭合。
稳恒电流是无源的（流线闭合），，均与无关，它产生的场也与无关。
2、电磁场的普遍规律—麦克斯韦方程其中：1是介质中普适的电磁场基本方程，适用于任意介质。
2当，过渡到真空情况：3当时，回到静场情况：4有12个未知量，6个独立方程，求解时必须给出与，与的关系。
介质中：3、介质中的电磁性质方程若为非铁磁介质1、电磁场较弱时：均呈线性关系。
向同性均匀介质：，，2、导体中的欧姆定律在有电源时，电源内部，为非静电力的等效场。
4．洛伦兹力公式考虑电荷连续分布，单位体积受的力：洛伦兹认为变化电磁场上述公式仍然成立，近代物理实验证实了它的正确。
说明：①②5.电磁场的边值关系其它物理量的边值关系：恒定电流:6、电磁场的能量和能流能量密度：能流密度：三．重点与难点1．概念：电场强度、磁感应强度、电流密度、极化强度、磁化强度、能流密度。
电磁学中的电磁波和电磁辐射电磁波是电磁学中的重要概念之一，它是由电场和磁场相互关联而产生的一种波动现象。
电磁辐射指的是电磁波在空间中传播的过程。
本文将重点介绍电磁波和电磁辐射的基本概念、特性以及在生活中的应用。
一、电磁波的基本概念电磁波是一种由电场和磁场相互耦合形成的波动现象。
根据波长的不同，电磁波可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和γ射线等。
电磁波的传播速度为光速，即约为3×10^8米/秒。
根据电磁波的频率和波长之间的关系，可以得出电磁波的频率和能量呈正比，波长和能量呈反比的规律。
二、电磁波的特性1.振动方向：电磁波的振动方向可以分为纵波和横波两种。
其中，纵波的振动方向与波的传播方向平行，如声波；横波的振动方向与波的传播方向垂直，如光波。
在电磁波中，电场和磁场的振动方向都是垂直于波的传播方向的。
2.波长和频率：电磁波的波长和频率是两个重要的特性参数。
波长指的是同一周期内电磁波传播的距离，通常用λ表示，单位为米；频率指的是电磁波的振动次数，通常用ν表示，单位为赫兹。
波长和频率之间存在着简单的数学关系，即波速等于波长乘以频率。
3.能量和强度：电磁波具有能量和强度。
能量指的是电磁波所携带的能量大小，能量与频率成正比；强度指的是单位面积上电磁波通过的能量大小，强度与振幅的平方成正比。
不同类型的电磁波具有不同的能量和强度特点。
三、电磁辐射的应用电磁辐射在生活中有着广泛的应用，以下列举几个常见的实例：1. 通信技术：无线电波是通信技术中不可或缺的一部分。
通过调制不同频率的无线电波，我们可以实现手机通信、无线网络、卫星通信等现代通信技术。
2. 医学影像：X射线和γ射线是常用的医学影像技术。
通过将人体暴露在X射线或γ射线下，可以观察和诊断内部组织和骨骼的情况，为医生提供重要的医疗信息。
3. 遥感技术：红外线和微波在遥感技术中的应用非常广泛。
通过感知地球表面反射或辐射的红外线和微波，我们可以获取大气、地表和植被的相关信息，用于农业、环境监测等领域。
₪电磁波的辐射第5章电磁波的辐射5.3 电偶极辐射1.计算辐射场的一般公式2.矢势的展开式3.电偶极辐射4.辐射能量、角分布、辐射功率5.短天线辐射、辐射电阻₪电磁波的辐射1. 计算辐射场的一般公式•电磁波是从交变运动的电荷系统辐射出来的。
•宏观情形：电磁波由载有交变电流的天线辐射出来。
•微观情形：变速运动的带电粒子导致电磁波的辐射。
•本节研究：线度远小于辐射波长、载有时谐交变电流的宏观电荷系统的辐射。
₪电磁波的辐射₪₪₪₪₪电磁波的辐射2. 矢势的展开式在(4)式的矢势振幅公式中，存在三个线度：(i)电荷分布区域的线度l ，它决定积分区内|x ’|的大小；(ii)辐射电磁波波长λ=2π/k ；(iii)电荷到场点的距离r 。
本节研究分布于小区域内的电流所产生的辐射，即l l r ，(8)2. 矢势的展开式和的关系可以分为三种情况(i)近区r <<λ：kr <<1，e ikr~1，推迟因子，电磁场保持恒定场的主要特点，电场具有静电场的纵向形式，磁场具有静磁场的纵向形式。
(ii)感应区r ~λ：过渡区域，电磁场的性质由恒定场向辐射场逐渐变化。
(iii)远区（辐射区）r >>λ>>l：电磁场变为横向的辐射场，性质与恒定场完全不同。
本节主要讨论远场。
₪电磁波的辐射2. 矢势的展开式小区域近似l <<λ, l << r辐射场r <<λr >>λr ~λ电荷电流系统近区感应区远区（辐射区）l << r <<λl << λ<<r电场具有静电场纵向形式磁场具有静磁场纵向形式电磁场为横向辐射场l << r ~λ过渡区₪电磁波的辐射₪V （源区域）''x R₪V （源区域）''x R₪₪电磁波的辐射谢谢聆听！。
大学物理中的电磁波与电磁辐射电磁波与电磁辐射在大学物理学中扮演着重要的角色。
它们是电磁学的基石，涵盖了许多重要的概念和原理。
本文将探讨电磁波与电磁辐射的基本特性、分类和应用。
一、电磁波的基本特性1.1 波动理论电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的能量传播现象。
根据波动理论，电磁波在空间中以波动的形式传播，具有波长、频率和振幅等基本特性。
1.2 波长和频率波长是电磁波传播所需要的最短距离，通常用λ表示。
频率是电磁波振动的次数，通常用ν表示。
它们之间的关系由光速c来确定，即c = λν。
1.3 光谱电磁波按照频率的不同可以分成不同的区域，这就是电磁波谱。
光谱包括从长波长的无线电波到短波长的伽马射线。
常见的光谱包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。
二、电磁辐射的分类2.1 电磁波的分类电磁波可以分成两类：有线性极化的平面电磁波和圆偏振的电磁波。
线性极化的平面电磁波在传播过程中的电场矢量振动方向保持不变，而圆偏振的电磁波的电场矢量在传播过程中呈现旋转。
2.2 电磁辐射的分类根据电磁辐射对人体组织的影响，可以将电磁辐射分为两类：非电离辐射和电离辐射。
非电离辐射对人体没有明显的直接伤害，如无线电波和微波。
而电离辐射具有能量较高的电磁波，具有较大的能量传递，如紫外线、X射线和伽马射线。
三、电磁波与电磁辐射的应用3.1 通信电磁波在通信领域中有广泛的应用。
无线电波和微波被广泛用于无线通信，如无线电和卫星通信。
光纤通信利用了光波的特性，实现了高速、长距离的数据传输。
3.2 医学成像电磁辐射在医学成像中发挥着重要作用。
X射线可以穿透物体，用于骨骼成像和肺部检查。
核磁共振成像(NMR)利用电磁波和磁场，对人体进行详细的内部结构成像。
3.3 电力传输电磁波可以传输能量，这在电力传输中得到了广泛应用。
无线能量传输技术可以将电能无线传输到远离电源的设备中，用于充电或供电。
3.4 科学研究电磁波和电磁辐射在科学研究中具有重要的应用。
电磁场中的电磁波辐射电磁场是我们日常生活中无法忽视的重要元素，它在一系列科学应用和技术进步中扮演着举足轻重的角色。
电磁波就是由电场和磁场共享空间而产生的现象，且这两种场相互作用，形成了特定的波动模式。
那么电磁场中的电磁波辐射是如何发生的，又有什么特性和影响呢？首先，我们必须了解什么是电磁辐射。
电磁辐射是一种电磁波在空间传播的过程，包括微波、红外、可见光、紫外、X-ray和γ射线等一系列秩序整齐的频率。
当电子从高能态转移到低能态时，就会发射量子，形成了我们看到的电磁辐射。
电磁波辐射的形成基于麦克斯韦的电磁理论。
麦克斯韦在基于法拉第电磁感应定律和安培环路定理的基础上，结合其发现的位移电流，将电磁关系统一到一众方程当中，即麦克斯韦方程组。
源自这组方程组，电磁波便被发现和理解。
电磁波辐射有两种基本的模式：暗辐射和热辐射。
暗辐射是当物质通过非热过程，如化学反应、生物过程和人工能源转换，而产生的电磁辐射。
而热辐射则是物质在一定的温度下，由于内部粒子之间的热运动而产生的一种电磁辐射。
电磁波辐射的影响也是值得我们关注的。
在科研和生活中，电磁波辐射无处不在。
它可以被利用进行通信、导航、照明、预防疾病以及进行科学研究。
同时，电磁波辐射也可能对人体健康产生影响。
长时间暴露在一定强度的电磁场中，可能会引起一些生理反应，如头痛、疲劳、睡眠障碍等。
这必须引起我们的注意，及时做好防护措施。
在电磁波的研究中，对电磁辐射的控制和利用是其中的重要课题。
为了更好地利用和防止电磁辐射的可能危害，科研人员不断地研究电磁波的一些基本性质，以便能更合理地引导和利用这种现象。
希望随着电磁学的发展，能够为我们的生活和生产带来更多的利益和便利。
结论来说，电磁波辐射是一种自然过程，既有其不可取代的积极意义，又有可能带来负面影响。
认识和理解它，能够让我们更好地使用和把握电磁现象，为科研和生活带来新的可能性。
