資源描述：
《電磁場與電磁波電磁場緒論》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、<<電磁場與電磁波>>（第四版）電子教案一、課程的性質二、電磁場理論的發(fā)展三、電磁場理論的應用四、內容安排五、學習的目的、方法及其要求六、主要參考書?電磁場（或電磁波）作為能量的一種形式，是當今世界最重要的能源之一?電磁波作為信息傳輸的載體，成為當今人類社會發(fā)布和獲取信息、探測未知世界的重要手段一、課程的性質?電類專業(yè)學生必修的技術基礎課?是電氣工程師的必備知識?是電磁理論的重要組成部分1．電磁場理論的早期研究電、磁現象是大自然最重要的往來現象，也是最早被科學家們關心和研究的物理現象，其中貢獻最大的有賴頓、富
2、蘭克林、伏打等科學家。19世紀以前，電、磁現象一直作為兩個獨立的物理現象，沒有人發(fā)現它們之間的相互聯(lián)系。但是這些研究（特別是伏打1799年發(fā)明了電池）為電磁學理論的建立奠定了基礎。二、電磁場理論的發(fā)展2．電磁場理論的建立18世紀末期，德國哲學家謝林認為，宇宙是有活力的，而不是僵死的。他認為電就是宇宙的活力，是宇宙的靈魂，電、磁、光、熱是相互聯(lián)系的。奧斯特是謝林的信徒，他從1807年開始研究電、磁之間的關系。1820年，他發(fā)現電流以力作用于磁針。安培發(fā)現作用力的方向、電流的方向、磁針到通電導線的垂直方向是相互垂
3、直的，并定量建立了若干數學公式。法拉第在謝林的影響下，相信電、磁、光、熱是相互聯(lián)系的。奧斯特1820年發(fā)現電流以力作用于磁針后，法拉第敏銳地意識到，電可以對磁產生作用，磁也一定能夠對電產生影響。1821年他開始探索磁生電的實驗。1831年他發(fā)現，當磁棒插入導體線圈時，線圈中就會產生電流。這表明，電與磁之間存在著密切的聯(lián)系。麥克斯韋深入研究并探討了電與磁之間發(fā)生作用的問題，發(fā)展了場的概念。在法拉第實驗的基礎上，總結了宏觀電磁現象的規(guī)律，引進位移電流的概念。這個概念的核心思想是：變化著的電場能產生磁場，與變化著的
4、磁場產生電場相對應。在此基礎上提出了一套偏微分方程來表述電磁現象的基本規(guī)律，稱為麥克斯韋方程組，是經典電磁學的基本方程。3．電磁場理論的發(fā)展在麥克斯韋方程建立后的一百多年里,隨著科學技術的發(fā)展，電磁理論得到了廣泛的應用和發(fā)展，尤其近30年來，無線電電子學、計算機和網絡技術的飛速發(fā)展，生物電磁學、環(huán)境電磁學和電磁兼容等學科的建立，向電磁理論提出了許多新的研究課題，使現代電磁理論得到了迅速的發(fā)展。1887年，德國科學家赫茲用火花隙激勵一個環(huán)狀天線，用另一個帶隙的環(huán)狀天線接收，證實了麥克斯韋關于電磁波存在的預言，這
5、一重要的實驗導致了后來無線電報的發(fā)明。從此開始了電磁場理論應用與發(fā)展時代，并且發(fā)展成為當代最引人注目的學科之一。三、電磁場理論的應用無線電報:1895年，意大利馬可尼成功地進行了2.5km距離的無線電報傳送實驗；1896年，波波夫進行了約250m米距離的類似試驗；1899年,無線電報跨越英吉利海峽的試驗成功；1901年，跨越大西洋的3200km距離的試驗成功。馬可尼以其在無線電報等領域的成就，獲得了1909年的諾貝爾物理學獎。無線電報的發(fā)明，開始了利用電磁波時期。有線電話:1876年，美國A.G.貝爾在美國建
6、國100周年博覽會上展示了他所發(fā)明的有線電話。此后，有線電話便迅速普及開來。電視:1884年，德國尼普科夫提出機械掃描電視的設想；1927年，英國貝爾德成功地用電話線路把圖像從倫敦傳至大西洋中的船上；茲沃霄金在1923和1924年相繼發(fā)明了攝像管和顯像管；1931年，他組裝成世界上第一個全電子電視系統(tǒng)。廣播:1906年，美國費森登用50kHz頻率發(fā)電機作發(fā)射機，用微音器接入天線實現調制，使大西洋航船上的報務員聽到了他從波士頓播出的音樂；1919年，第一個定時播發(fā)語言和音樂的無線電廣播電臺在英國建成；次年，在美
7、國的匹茲堡城又建成一座無線電廣播電臺。雷達:第二次世界大戰(zhàn)前夕，飛機成為主要進攻武器。英、美、德、法等國競相研制一類能夠早期警戒飛機的裝置。1936年，英國的瓦特設計的警戒雷達最先投入了運行，有效地警戒了來自德國的轟炸機。1938年，美國研制成第一部能指揮火炮射擊的火炮控制雷達。1940年，多腔磁控管的發(fā)明，使微波雷達的研制成為可能。1944年，能夠自動跟蹤飛機的雷達研制成功。1945年，能消除背景干擾、顯示運動目標的顯示技術的發(fā)明，使雷達更加完善。在整個第二次世界大戰(zhàn)期間，雷達成了電磁場理論最活躍的部分。衛(wèi)
8、星通信技術:1958年，美國發(fā)射低軌道“斯科爾”衛(wèi)星成功，這是第一顆用于通信的試驗衛(wèi)星。1964年，借助定點同步通信衛(wèi)星首次實現了美、歐、非三大洲的通信和電視轉播。1965年，第一顆商用定點同步衛(wèi)星投入運行。1969年，大西洋、太平洋和印度洋上空均已有定點同步通信衛(wèi)星。衛(wèi)星地球站已遍布世界各國，這些衛(wèi)星地球站又和本國或本地區(qū)的通信網接通。衛(wèi)星通信經歷10年的發(fā)展，終趨于成熟。衛(wèi)星定位技術:1957年
