电磁波与电磁场——第十章

例7-2 一长为 L 的铜棒在磁感应强度为 B 的均

L
i 0 vBdl
lBdl
0 L
+ + + + + + + P + + + + + + +
+ + +
dl
+ B+
o v + + + + +
+ + + + + + + +
1 2 i BL 2
+ + +
动生电动势的方向由O指向P，或者说 VP VO
性质不同

L
E静 dl 0
电场线不同 静电场的电场线不闭合；感生电场的电场线是闭合的 。
dΦ E d l 0 L k dt
三、电子感应加速器
电子感应加速器是利用感应电场来加速电子 的一种设备。
铁芯
线圈 电子束 环形真空 管 道
电子感应加速器全貌
电子感应加速器的一部分
第十章 电磁感应和电磁波
§1法拉第电磁感应定律
§2 动生电动势和感生电动势
§3 自感 互感
§4 磁场能量
第一节法拉第电磁感应定律
法拉第（Michael Faraday, 1791-1867），伟大的英国物理学 家和化学家.他创造性地提出场的 思想，磁场这一名称是法拉第最 早引入的。他是电磁理论的创始 人之一，于1831年发现电磁感应 现象，后又相继发现电解定律， 物质的抗磁性和顺磁性，以及光 的偏振面在磁场中的旋转。

∫
G ( r , r ′ ) ∇ ′ψ − ψ∇ ′G ( r , r ′ ) i en dS ′ = − ∫ ψ ( r ′ ) δ ( r − r ′ ) dV ′ ′ S V
根据δ函数的性质，得 函数的性质，
−ψ ( r ) , r 位于V内 ∫ S G ( r , r ′ ) ∇′ψ −ψ∇′G ( r , r ′ ) ien′ dS ′ = 0，r 位于V 外
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是惠更斯原理的数学表达式 积分式中的因子 e jkR ( 4π R ) 表示从表面S上的点 ′ 向体积V 表示从表面 上的点r 向体积 上的点 内的点r 传播的波， 内的点 传播的波，其波源强度由边界值确定 曲面S上的每一点可以看作次级波源， 区域V内的波可看作 曲面 上的每一点可以看作次级波源，区域 内的波可看作 上的每一点可以看作次级波源 曲面上所有次级波源所发出的波的叠加
亮区 入射线 过渡区
阴影区
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10.2.1 几何绕射理论
几何绕射理论是经典几何光学法的推广。 几何绕射理论是经典几何光学法的推广。 几何绕射理论认为：除了几何光学的入射线、 几何绕射理论认为：除了几何光学的入射线、反射线和透射 线外，还存在一种绕射线 绕射线。 线外，还存在一种绕射线。
关于绕射线的概述 产生于散射体表面几何形状或电特性不连续的地方 不仅可以进入几何光学亮区， 不仅可以进入几何光学亮区 ， 而且可以进入几何光学阴影 区 解决了几何光学在阴影区失效的问题， 解决了几何光学在阴影区失效的问题 ， 同时完善了亮区的 几何光学解 其初始幅度由绕射系数确定
电子科技大学 所以，区域V中任意点 处的场只是由S 上的次波源产生， 中任意点r处的场只是由 所以 ， 区域 中任意点 处的场只是由 0 上的次波源产生 ， 中的积分只需要在S 上进行， 式①中的积分只需要在 0上进行，即有 e jkR 1 R ′ψ ( r ′ ) + jk 1 + j ′ ) i en dS ′ ′ ψ (r ) = − ∫ Rψ (r ∇ S0 4π R kR 如果屏右边的观察点很远，即考虑远场衍射（夫琅和费衍射） 如果屏右边的观察点很远，即考虑远场衍射（夫琅和费衍射）， 上式可以简化为以下形式： 上式可以简化为以下形式： e − jkr ψ (r ) = − 4π r

高三物理第十章知识点总结高三物理第十章是电磁波和光的章节，主要包括电磁波的基本特性、电磁波谱以及光的波动性和光的粒子性。

本文将对这些知识点进行总结和归纳，并探讨其应用和相关实验。

一、电磁波的基本特性电磁波是由变化的电场和磁场相互作用产生的波动现象。

电磁波具有以下几个基本特性：1. 传播特性：电磁波是一种纵横交织的横波，沿着垂直于电场和磁场方向的方向传播。

2. 速度：电磁波在真空中的传播速度是光速，即3.00×10^8 m/s。

3. 能量传递：电磁波通过电场和磁场的振动传递能量，能够产生对物体的辐射和吸收作用。

二、电磁波谱电磁波谱是将电磁波按照频率或波长进行分类的图谱。

根据波长从小到大的顺序，可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。

1. 无线电波：波长较长，频率较低，可以用于通信、广播和雷达等应用。

2. 微波：波长介于无线电波和红外线之间，广泛应用于雷达、通信和微波炉等领域。

3. 红外线：波长介于可见光和微波之间，有辐射热能的作用，被广泛应用于红外热像仪和遥控器等设备。

4. 可见光：波长范围在400nm到700nm之间，是人眼可以看到的光线。

5. 紫外线：波长比可见光短，有辐射紫外线的作用，被广泛应用于消毒、紫外线灯等领域。

6. X射线：波长比紫外线更短，具有较强的穿透力，被广泛应用于医学影像学和材料检测等领域。

7. γ射线：波长最短，具有很高的能量和穿透力，主要用于放射疗法和科学研究等领域。

三、光的波动性光的波动性是指光可以表现出干涉、衍射和偏振等波动现象。

1. 干涉：当两束光波相遇时，由于光的波动性，会出现互相加强或互相抵消的现象。

常见的干涉现象有杨氏双缝干涉和牛顿环干涉等。

2. 衍射：当光波通过一个开口或绕过一个物体时，光的波动性会导致光的弯曲和扩散现象。

著名的衍射实验有杨氏双缝衍射和单缝衍射等。

3. 偏振：光波中的电场矢量振动方向可以沿任意方向，但通过偏振器后，只能沿特定方向振动。

高二物理第十章知识点总结高二物理第十章主要讲述了电磁感应与电磁场的相关知识。

本章的内容包括电磁感应现象、法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感与互感、电磁场的概念及特性等。

以下是对这些知识点的详细总结。

1. 电磁感应现象电磁感应是指导体中的磁通量发生变化时，在导体两端产生感应电动势。

磁通量的变化可以通过改变磁场强度、磁场方向、导体面积或者改变磁场与导体之间的相对运动来实现。

2. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了感应电动势的大小与变化率之间的关系。

根据定律，感应电动势的大小等于磁通量的变化率。

即E = -dΦ/dt，其中E表示感应电动势，Φ表示磁通量，t表示时间。

3. 楞次定律楞次定律是电磁感应的基本规律之一，它描述了感应电流的方向。

根据楞次定律，当导体中的磁通量发生变化时，感应电流的方向会使得产生的磁场阻碍磁通量的变化。

这个定律也可以用右手规则来判断感应电流的方向。

4. 自感与互感自感是指电流通过一个线圈时，该线圈本身所产生的感应电动势。

互感是指两个或多个线圈之间的相互感应现象。

自感与互感是电磁感应中的重要概念，它们在电路中起到了重要的作用。

5. 电磁场的概念及特性电磁场是指由电荷和电流所产生的空间中的力场和磁场。

电磁场具有电场强度、磁感应强度和能量密度等特性。

电场强度描述了电场对电荷施加力的强度，磁感应强度描述了磁场对带电粒子施加力的强度。

本章的知识点涉及了电磁感应与电磁场的基础概念和原理，这些知识在物理学与工程学中有着广泛的应用。

理解并掌握这些知识点，不仅有助于我们对电和磁的相互作用有更深入的理解，还能帮助我们解决实际问题，如电磁感应发电原理和变压器的工作原理等。

总结起来，本章内容涉及了电磁感应现象、法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感与互感以及电磁场的概念与特性。

这些知识点是理解电磁现象和解决相关问题的基础，通过深入学习与实践探索，我们能够更好地理解和应用这些知识，为今后的学习和工作打下坚实的基础。