【正文】 遙感 工業(yè)無損探傷 射電天文 強(qiáng)電（變壓器、電機(jī)）等 電磁兼容等 電磁醫(yī)療儀器、電磁醫(yī)療 探地雷達(dá) 磁懸浮技術(shù) 微波烘干、殺菌 靜態(tài)場(chǎng)應(yīng)用 時(shí)變場(chǎng)應(yīng)用 陰極射線示波器 噴墨打印機(jī) 磁分離器 磁懸浮列車 礦物的分選 . . . 變壓器 藍(lán)牙技術(shù) 衛(wèi)星通信 微波爐 /電磁爐 隱形飛機(jī) . . . 應(yīng)用實(shí)例 帶電粒子偏轉(zhuǎn)：靜電場(chǎng)最常見的應(yīng)用 所有帶電粒子偏轉(zhuǎn)都是通過兩平行板間的電位差實(shí)現(xiàn) 原理應(yīng)用： 》 陰極射線示波器 》 回旋加速器 》 噴墨打印機(jī) 》 速度選擇器等 ? 原理：通過控制帶電粒子（電子或是質(zhì)子）的軌跡。 如：靜電復(fù)印、靜電除塵以及靜電噴漆 ? 靜磁場(chǎng)：利用磁場(chǎng)力的作用。 ? 19. 隨之， 俄國(guó) 的 波波夫 和 意大利 的 馬可尼 ，利用電磁波通信獲得成功，開創(chuàng)了人類無線通信的新時(shí)代。 ? 17. 1879年， 美國(guó) 發(fā)明家 愛迪生 發(fā)明了電燈，使電進(jìn)入了人們的日常生活。 ? 15. 1866年， 德國(guó)的西門子 發(fā)明了使用電磁鐵的發(fā)電機(jī)，為電力工業(yè)開辟了道路。麥克斯韋方程組 —— 用最完美的數(shù)學(xué)形式表達(dá)了宏觀電磁學(xué)的全部?jī)?nèi)容 。 ? 奧斯特的電生磁和法拉第的磁生電奠定了電磁學(xué)的基礎(chǔ)。 電磁學(xué)發(fā)展史 ? 1 1840年， 英國(guó) 科學(xué)家 焦耳 提出了焦耳定律，揭示了電磁現(xiàn)象的能量特性。 ? 11. 1831年， 英國(guó) 實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家 法拉第 發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律 。 ? 9. 1822年， 法國(guó) 科學(xué)家 安培 提出了安培環(huán)路定律，將奧斯特的發(fā)現(xiàn)上升為理論。使電學(xué)研究走上了理論研究的道路。 ?6. 1771—— 1773年間，英國(guó)科學(xué)家 卡文迪什 進(jìn)行了大量的靜電試驗(yàn)，證明在靜電情況下，導(dǎo)體上的電荷只分布在導(dǎo)體表面上。 電磁學(xué)發(fā)展史 ?4. 1638年，在我國(guó)的某些建筑學(xué)的書籍中就有關(guān)于避雷的記載：屋頂?shù)乃慕嵌急坏耧棾升堫^的形狀，仰頭、張口，在它們的舌頭上有一根金屬芯子，其末端伸到地下，如有雷電擊中房頂，會(huì)順著龍舌引入地下，不會(huì)對(duì)房屋造成危險(xiǎn)。電磁場(chǎng)與電磁波 代 秋 芳 150 1301 9319 郭輝萍 劉學(xué)觀 編 《 電磁場(chǎng)與電磁波 》 第二版 謝處方 饒克謹(jǐn) 編 《 電磁場(chǎng)與電磁波 》 焦其詳 王道東 編 《 電磁場(chǎng)理論 》 畢德顯 編 《 電磁場(chǎng)理論 》 楊儒貴 編 《 電磁場(chǎng)與波 》 參考教材 應(yīng)用教材 王家禮 朱滿座 路宏敏 編 《 電磁場(chǎng)與電磁波 》 第三版 教 材 參考網(wǎng)站 課程特點(diǎn) ? 理論體系嚴(yán)謹(jǐn) ? 抽象 看不見、摸不著 ? 要求： 》 具有較深厚的數(shù)學(xué)功底 》 較強(qiáng)的空間想象能力 》 較好的邏輯推理能力 ? 應(yīng)用廣泛 本課程與相關(guān)課程的關(guān)系 電磁場(chǎng)與電磁波 無線通信 信號(hào)與系統(tǒng) 普通物理 高等數(shù)學(xué) 復(fù)變函數(shù) 線性代數(shù) 通信原理 微波技術(shù)與天線 波動(dòng)光學(xué) 光纖通信 學(xué)習(xí)建議 課堂學(xué)習(xí) 課堂紀(jì)律 師生互動(dòng) 出勤率 教學(xué)安排 課前預(yù)習(xí) 熟悉教材內(nèi)容 復(fù)習(xí)先修課程 課后復(fù)習(xí) 復(fù)習(xí)教材內(nèi)容 復(fù)習(xí)考試內(nèi)容 電磁學(xué)發(fā)展史 ? 1. 最早的記載：公元前 600年左右 ? 2. 1745年， 荷蘭 萊頓大學(xué)教授 馬森布羅克 制成了萊頓瓶，可以將電荷儲(chǔ)存起來，供電學(xué)實(shí)驗(yàn)使用，為電學(xué)研究打下了基礎(chǔ)。 ? 3. 1752年 7月， 美國(guó) 著名的科學(xué)家、文學(xué)家、政治家 富蘭克林 的風(fēng)箏試驗(yàn)，證實(shí)了閃電式放電現(xiàn)象，發(fā)明了避雷針，從此拉開了人們研究電學(xué)的序幕。 ?5. 1753年，俄國(guó)著名的電學(xué)家 利赫曼 在驗(yàn)證富蘭克林的實(shí)驗(yàn)時(shí)，被雷電擊中，為科學(xué)探索獻(xiàn)出了寶貴的生命。 電磁學(xué)發(fā)展史 ? 7. 1785年，法國(guó)科學(xué)家 庫侖 在實(shí)驗(yàn)規(guī)律的基礎(chǔ)上，提出了第一個(gè)電學(xué)定律：庫侖定律。 ? 8. 1820年，由丹麥的科學(xué)家 奧斯特 在課堂上的一次試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)了電的磁效應(yīng)，從此將電和磁聯(lián)系在一起 。 ? 10. 1825年， 德國(guó) 科學(xué)家 歐姆 得出了第一個(gè)電路定律：歐姆定律。并設(shè)計(jì)了世界上第一臺(tái)感應(yīng)發(fā)電機(jī)。 ? 1 1848年 ， 德國(guó) 科學(xué)家 基爾霍夫 提出了基爾霍夫電路理論，使電路理論趨于完善。 ? 1 電磁學(xué)理論的完成者 —— 英國(guó) 的物理學(xué)家 麥克斯韋（ 1831— 1879）。麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在。 ? 16. 1876年， 美國(guó)貝爾 發(fā)明了電話，實(shí)現(xiàn)了電聲通信。 ? 18. 1887年， 德國(guó) 的物理學(xué)家 赫茲 首次用人工的方法產(chǎn)生了電磁波。 本課程的應(yīng)用 ? 靜電場(chǎng)：利用靜電場(chǎng)對(duì)帶電粒子具有力的作用。 如：電磁鐵、磁懸浮軸承以及磁懸浮列車等 ? 時(shí)變電磁場(chǎng)：利用電磁波作為媒介傳輸信息。 陰極射線示波器 噴墨打印機(jī) ? 噴墨打印機(jī) ? 磁懸浮列車 ：中國(guó)火車入選 中國(guó)上海磁懸浮列車 衛(wèi)星通信 ? 基本原理： 衛(wèi)星通信就是地球上（包括地球、水面和低層大氣中）的無線電通信站之間利用人造衛(wèi)星做中繼站而進(jìn)行的通信。 ? 同步衛(wèi)星： 衛(wèi)星處在距地面 35600公里左右時(shí)，周期T=24小時(shí)，時(shí)間與地球自轉(zhuǎn)時(shí)間一致。 我國(guó)衛(wèi)星發(fā)展?fàn)顩r ? 1970年 4月 24日成功發(fā)射“東方紅一號(hào)”第一顆衛(wèi)星。 ? 1990年 4月 27日成功發(fā)射“亞州一號(hào)”通信衛(wèi)星。 特點(diǎn)： ? 鍋具自行發(fā)熱，并煮食鍋內(nèi)食物。爐面和人都是非金屬物體，本身不會(huì)發(fā)熱，因此沒有被電磁爐燒傷的危險(xiǎn)，安全可靠。 微波爐 ? 內(nèi)加熱： 微波爐中極性分子接受微波輻射的能量后，通過分子偶極的每秒數(shù)十億次的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生熱效應(yīng)，這種加熱方式稱為內(nèi)加熱 ? 外加熱： 把普通熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流的加熱過程稱為外加熱。 隱形飛機(jī) ? 雷達(dá)工作原理： 雷達(dá)發(fā)出高頻電磁波射到物體上。根據(jù)回波可發(fā)現(xiàn)物體。飛機(jī)達(dá)到隱形效果的關(guān)鍵，在于采用隱形材料和隱形設(shè)計(jì)，盡量把雷達(dá)波束吸收掉，或者向偏離原雷達(dá)的方向反射。 ? 隱形飛機(jī)決不是指飛機(jī)將自己的形體隱藏起來，讓我們看不見它，而是說它可以使雷達(dá)“看不到”它。 場(chǎng)的概念 167。 矢量場(chǎng)的通量和散度 167。 圓柱坐標(biāo)系與球坐標(biāo)系 167。 場(chǎng)的概念 本節(jié)要點(diǎn) 》 標(biāo)量和矢量的概念 》 標(biāo)量場(chǎng)和矢量場(chǎng)的概念 》 矢量代數(shù)運(yùn)算 》 等值面和矢量線 167。如電壓 U、電荷量 Q 等。如 電場(chǎng)強(qiáng)度矢量、磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量 、作用力矢量、速度矢量等。 AA()AtA ()A A t? 》 矢性函數(shù)： 設(shè) t是數(shù)性變量， 為變矢，對(duì)于某區(qū)間 G[a,b]內(nèi)的每一個(gè)數(shù)值 t， 都有一確定的矢量 與之對(duì)應(yīng)，則稱 為數(shù)性變量 t的矢性函數(shù)，記為： ? 物理量： 被賦予物理單位并具有一定物理意義的矢量和標(biāo)量。 ? 場(chǎng)： 在某一空間區(qū)域中，物理量數(shù)值的無窮集合，如溫度場(chǎng)，電位場(chǎng)等。如溫度、密度等。如電場(chǎng)、磁場(chǎng)、流速場(chǎng)等。 場(chǎng)的概念 ? 場(chǎng)的屬性： 占有一定空間，且在該空間區(qū)域內(nèi)，除有限個(gè)點(diǎn)和表面外，其物理量處處連續(xù) ? 場(chǎng)的分類 》 按與時(shí)間的關(guān)系分： 靜態(tài)場(chǎng) /時(shí)變場(chǎng)，各處物理量是否隨時(shí)間變化 》 按與方向關(guān)系分： 標(biāo)量場(chǎng) /矢量場(chǎng)，各處物理量是標(biāo)量還是矢量 167。 如： 矢量的表示方法 AA eA? e? 矢量一般表示： ， A為矢量 的大小， 為方向 167。 直角坐標(biāo)系中點(diǎn) P(x, y, z)的位置矢量表達(dá)式為： 167。 場(chǎng)的概念 ? 求叉積 （矢量積、外積） 結(jié)論： 若兩不為零矢量的叉積為零，則兩矢量互相平行 公式： sinx y zn x y zx y ze e eA B AB e A A AB B B?? ? ?n A Be e e??其中： 右手螺旋法則 特點(diǎn)： A B B A? ? ? ?直角坐標(biāo)系中： x y z y z x z x ye e e e e e e e e? ? ? ? ? ?0x x y y z ze e e e e e? ? ? ? ? ?右手螺 旋法則 167。記為 167。 場(chǎng)的概念 ? 矩陣的乘法： 設(shè) A=(aij)是 m s矩陣， B=(bij)是 s n矩陣，作 A的第 i行與 B的第 j列的對(duì)應(yīng)元素的乘積之和 ,則矩陣為矩陣 A與 B的乘積 1sij ik k jkc a b?? ?()ij m nCc ??1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 2 1 2 2 22 1 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2 1 2 1 1 2 2 2 2 2c c a a b b a b a b a b a bc c a a b b a b a b a b a b? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?例： 已知： 1 0 2 12 4 1 30 1 0 2A???????????23100412B???????????????求 AB 解： 1 2 0 ( 1 ) 2 0 ( 1 ) 1 1 3 0 0 2 ( 4 ) ( 1 ) 2 1 72 2 4 ( 1 ) 1 0 3 1 2 3 2 0 1 ( 4 ) 3 2 3 80 2 ( 1 ) ( 1 )