电磁场与电磁波小论文
电磁波的原理及应用论文
电磁波的原理及应用 引言 电磁波是一种由电场和磁场相互作用而形成的波动现象。在现代科技发展的各个领域，电磁波都扮演着重要的角色。本文将探讨电磁波的基本原理以及其在不同应用领域中的应用。 原理 电磁波是由振荡的电磁场传播而成的，这种传播以光速进行，并且能够通过真空和其他介质。电磁波可以分为不同的频率和波长，包括电磁谱范围内的射频、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。 电磁波的产生 电磁波的产生通常是由于电荷的振荡或加速运动所引起的。当电荷载体发生振荡时，电场和磁场会相互变化，继而形成电磁波。 电磁波的特性 电磁波具有以下几个基本特性： - 频率：电磁波在单位时间内通过一个点的次数，单位为赫兹（Hz）。 - 波长：电磁波的空间周期性，指电磁波在一个周期内所占据的长度，单位为米（m）。 - 能量：电磁波具有能量传递的能力，能够通过电磁场的变化将能量从一个地方传递到另一个地方。 - 传播速度：电磁波的传播速度为光速，约为每秒30万公里。 应用领域 电磁波在各个领域中都有广泛的应用。以下是一些主要的应用领域： 通信 无线通讯是电磁波最常见和广泛的应用之一。电磁波的载波特性使其成为传输信息的理想选择。无线电、微波和红外线通信都是基于电磁波的原理工作的。 医学影像 电磁波在医学影像领域中起到了至关重要的作用。X射线和γ射线被广泛应用于诊断，如X射线照片和CT扫描。同样，核磁共振和超声波成像也利用了电磁波的性质进行医学图像的获取。
无线能量传输 电磁波的特性可以用于无线能量传输，这对于一些特定的应用非常有用。例如，无线充电技术通过电磁波传输能量，使电子设备免于使用传统的有线充电方式。 遥感 电磁波在地质勘探和环境监测等领域的遥感应用非常广泛。卫星利用电磁波的 反射、吸收和散射特性，获取地球表面的数据，用于气象预报、环境分析等。 安全检测 电磁波在安全检测领域具有重要作用。例如，金属探测器利用电磁波的通过特 性来检测金属物体。同样，机场安检中所使用的X射线机器也利用电磁波来扫描 行李和人体。 无线电波的广播 无线电波广播是电磁波应用最早和最重要的领域之一。收音机和电视机利用电 磁波的传播特性，实现了广播和电视节目的传输和播放。 结论 电磁波作为一种基本的自然现象，在现代科技中扮演着重要的角色。从通信到 医学影像，从无线能量传输到遥感，电磁波的应用涉及到各个领域。进一步的研究和发展将带来更多创新和应用。 以上是对电磁波的原理及其在不同应用领域中的应用的论述。希望本文能为读 者提供关于电磁波的基本了解和启发，鼓励进一步的研究和探索。
电磁场与电磁波结课论文---无线电在实际中的应用
电磁场与电磁波结课论文 ----无线电在实际中的应用 一、概述 无线电波是电磁波的一种,是指在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波（波长大于1mm，频率小于300GHz的电磁波）。无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技术。无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁波变化又会在导体中产生电流。通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。 利用无线电的手段，将由电厂制造出来的电力转换成为无线电波发送出去，在通过特定的接收装置将无线电波收集起来并转换为电力，供人们使用，这就是无线电力传输。 二、应用 无线电的最早应用于航海中，使用摩尔斯电报在船与陆地间传递信息。现在，无线电有着多种应用形式，包括无线数据网，各种移动通信以及无线电广播等。而利用共振实现的无线电力传输的这些应用能让我们眼前一亮。 共振是一种非常高效的传输能量方式。两个振动频率相同的物体之间可以高效传输能量，而对不同振动频率的物体几乎没有影响。将发送端和接收端的线圈调校成了一个磁共振系统，当发送端产生的振
荡磁场频率和接收端的固有频率相同时，接收端就产生共振，从而实现了能量的传输。根据共振的特性，能量传输都是在这样一个共振系统内部进行，对这个共振系统之外的物体不会产生什么影响。最妙的就是这一点了。当发射端通电时，它并不会向外发射电磁波，而只是在周围形成一个非辐射的磁场。这个磁场用来和接收端联络，激发接收端的共振，从而以很小的消耗为代价来传输能量。 对于在空间实现无线电力传输或供电的形式，总起来看大致有三类：第一类是通过电磁感应“磁耦合”进行短程传输；第二类是将电能第三类是将电能以微波或激光形式远程传输——发射到远端的接收天线，然后通过整流、调制等处理后使用。以电磁波“射频”或非辐射性谐振“磁耦合”等形式中程传输。 查阅资料可知，2007年3月“Business 2.0”等媒体报道，美国宾夕法尼亚州的Powercast公司开发无线充电技术，可为各种耗电量相对较低的电子产品充电或供电，诸如手机、MP3、随身听、温度传感器、助听器、汽车零部件，甚至体内植入式医疗装置等。 此外，在2010年的拉斯韦加斯国际消费电子展上，“无尾”电器刷新了人们对电源线的传统概念。海尔展出的一台“无尾”电视，不仅没有电视线，也没有电源线。据称这是世界上第一台无线供电的电视机。与此同时，戴尔也展示了能无线充电的笔记本电脑。而能为手机无线充电的“充电垫子”，则在2009年已批量投入市场,备受青睐。 “无尾”电视和无线充电垫都使用了磁耦合共振技术。男高音歌唱家唱歌时能使物体微微震动，这是因为两个振动频率相同的物体之间
电磁场与电磁波的历史发展与典型应用论文
电磁场与电磁波理论的发展与应用论文 电磁理论如今已经拥有十分完备的体系，并且广泛应用于我们的生活中，大大提高了我们的生活质量。这并不是某一位科学家的功劳，而是靠着一代代科学家前赴后继，后人站在前人的肩膀上不断探索发现，不断发展的结果。 公元前6,7世纪，人们发现了磁石吸铁，磁石指南以及摩擦生电现象，从此人们 对“磁"有了概念,但是也仅仅停留于经验阶段，并没有理论研究。并且，19世纪以前，人们还是认为，“电"与“磁"是两个不相关的概念。 18实际末期，德国科学家谢林认为，宇宙是由活力的，而不是僵死的。他认为电就是宇宙的活力，是宇宙的灵魂，磁、光、热是相互联系的。 1777年，法国物理学家库仑发明了能够以非常高的精度测出非常小的力的扭秤，利用扭秤可以算出磁力或者静电力的大小。1785年,库仑利用自己的扭秤建立了库仑定理，即两个电荷之间的力与两电荷的乘积成正比，与他们之间的距离平方成反比。库伦定理是电学史上第一个定量规律，他使电学研究从定性阶段进入到了定量阶段，在电学史上是一块重要的里程碑。 1789年，生物学家迦伐尼发现了动物电。1800年,迦伐尼的好朋友伏打用锌片与铜片夹以盐水浸湿的纸片叠成电堆产生了电流，这个装置后来称为伏打电堆，他还把锌片和铜片放在盛有盐水或稀酸的
杯中，放多这样的小杯子中联起来,组成电池。他指出这种电池"具有取之不尽，用之不完的电”,“不预先充电也能给出电击"。伏打电堆（电池)的发明，提供了产生恒定电流的电源――化学电源，使人们有可能从各个方面研究电流的各种效应。从此，电学进入了一个飞速发展的时期――电流和电磁效应的新时期。 直到现在，我们用的干电池就是经过改时后的伏打电池。干电池中用氯化铵的糊状物代替了盐水，用石墨棒代替了铜板作为电池的正极,而外壳仍然用锌皮作为电池的负极。人们为了纪念他们的功绩，就把这种电池称为伽伐尼电池或伏打电池，并把电压的单位用"伏特"来命名。 奥斯特是谢林的信徒，他从1807年开始研究电与磁之间的关系。1820年,他发现,任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应。奥斯特的发现揭示了长期以来认为性质不同的电现象与磁现象之间的联系，电磁学立即进入了一个崭新的发展时期。 奥斯特的发现轰动了整个欧洲，著名物理学家安培重复了奥斯特的实验，并加以发展，安培在这个实验中发现磁针转动的方向与电流方向的关系服从右手定则，即是 称它为“安培右毛定川” 后人称它为"安”接着他研究了载流导线之间的相互作用，建立了电流元之间的相互作用规律――安培定律。与此同时，比奥――萨伐定律也得到发现。
课题研究论文：基于应用背景的“电磁场与电磁波”教学研究
112112 学科教育论文 基于应用背景的“电磁场与电磁波”教 学研究 在十二届全国人大四次会议的记者会上，教育部部长袁贵仁在围绕“教育改革和发展”的谈话中指出，中国高等教育供给侧结构性改革的主要矛盾是培养理论性、学术性人才的学校多，而培养技术、技能型人才的学校少。他在提出的高校创新创业教育的六件事中明确提到了提升教师创新创业教育教学能力。从工科“电磁场与电磁波”课程的特点看，由于其数学要求高、理论性强，一直是一门公认的难教难学难考的课程。考虑到该课程作为专业基础课有着很强的应用背景，有着充足及广泛的素材和实例，引入教学的可行性极强，从而能为培养高素质和高质量的应用型人才搭建一个可靠的平台。目前各高校对该课程的教学改革进行得如火如荼，包括教学方法、教学内容、考试方式等方面，但无论什么办法，核心的一点就是如何提高学生的学习兴趣和积极性。笔者认为最重要的是通过认识和专业课的联系及广泛的工程和实际应用例子，使学生真正体会该课程的重要性而自觉投入到学习中。此课程改
革也和中国高等教育和本校的转型完全一致。要把各种应用例子充实到“电磁场与电磁波”教学的各个环节，不断地强化学生对此的认识。本文就这一思路和实施重点加以阐述。 一、绪论的精心准备 每门课的第一堂课尤为重要，学生听课的效率很高。十分有必要精心准备好补充的绪论部分，把本课程的地位作用、特点、应用等加以讲述。要根据不同专业预先了解已上了那些课程，后续有那些专业课，有针对性地设计例子来体现本课程的作用和地位。如从日常生活中的遥控器到微波炉，从实验中的示波器到电子显微镜，从工程中的发电机到磁悬浮，从医学上的X透射到核磁共振，从通讯领域的手机、局域网到导航系统，从军事上的雷达到隐身飞机等等[1]。这些例子无不都深刻地反映了电磁场和电磁波在不同领域极其广泛的应用，从而来吸引学生对本课程的学习兴趣和积极性，起到一个良好的开端作用。 二、课堂教学环节的深度融入 课堂教学是最核心的环节，除了要使学生掌握“电磁场与电磁波”基本概念和基础知识外，更重要的就要在整个授课过程中贯穿各种应用实例，真正让学生认识到学习
电磁学论文写作范例(导师推荐6篇)
电磁学论文写作范例（导师推荐6篇） 电磁学是物理学的一个分支。电学与磁学领域有着紧密关系，广义的电磁学可以说是包含电学和磁学；但狭义来说是一门探讨电性与磁性交互关系的学科。主要研究电磁波，电磁场以及有关电荷，带电物体的动力学等。我们在这里整理了六篇电磁学论文，希望给你带来灵感和启发。 电磁学论文写作范例一： 题目：超材料在可重构电磁学中的应用与发展 摘要：介绍了超材料在微波（0.3~300GHz）、太赫兹（0.3~100THz）和近红外频段（100~790THz）中的可重构电磁学的调控方法和研究现状，并依照功能分类，对在可重构电磁学方面的应用分别做了综合性归纳描述，最后对其在可重构电磁学方向的未来可能的发展趋势做了进一步的展望。 关键词：超材料,可重构,发展趋势 超材料（Metamaterial）是可用于工程的但自然界不存在的一种材料，又叫"异向介质";"超电磁介质";或"特异电磁介质";,主要由复合材料以一定的方式重复排列形成，尺度上比涉及的波长更小。超材料的特性不是来自基本材料的特性，而是他们新设计的结构。通过外形、尺寸和排列方式等的精确设计能给超材料操纵电磁波的超级特性，通过吸收、增强、或波形弯曲，可以获得传统材料所不具备的益处。 恰当设计的超材料可以以一定的方式影响电磁辐射波或声波，这在一般材料中是做不到的。 超材料的出现迄今为止已有几十年，尤其是对于特定的波长有负折射率，这一现象引起工业界和学术界的广泛兴趣，超材料相关科学研究成果已有3次被《科学》杂志评选为年度十大科技突破。超材料介质具有从负到正的折射率，其中包括零折射率。并以其低成本、可满足多种的成本、尺寸和性能的需要，目前已使用在透镜、天线、天线罩和频率选择性表面等设计中。特别是在引入自然界不存在的场操控特性的工程材料之后，应用更趋广泛。最初，具有奇异电磁特性的超材料主要通过有序的亚波长谐振器实现，这使新型电磁器件的制造成为可能，包括高增益小天线、完美透镜、小型滤波器以及功率分配器、隐身斗篷、吸收器、波操纵表面和小型极化器。 随着技术的发展以及系统需求的不断提高，对系统的要求越来越高。不仅要求系统具有稳定的传输性能，而且要求系统能在多频率段工作，有多种工作模式，同时，又能满足体积质量较小、制造成本较低的目标要求。基于这样的要求，20世纪80年代初提出了可重构系统的概念。可重构系统可以使一个系统工作在多种期望的模式下，能做到随时切换状态，可以看出，一个可重构的系统就可以完成以前多个系统设备才能实现的多模式工作，这就有效地实现了系统的有效分集。国内主要对可重构天线做了一定的研究，这方面王秉中做了早期
电磁场与电磁波论文
电磁场与电磁波 —电能的无线传输 姓名：李明 班级：电科1101班 学号：20113011
引言 电能的传输长期以来主要是由导线直接接触进行传输，随着用电设备对供电品质、可靠性、方便性等要求的不断提高，还有特殊场合、殊地理环境的供电，使得接触式电能传输方式，越来越不能满足实际需要；便携式电子设备和家电对快捷方便地获取电能的需求越来越强烈。因此，无线电能传输越来越受到人们的关注，并被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。 无线电能传输技术最早由著名电气工程师（物理学家）尼古拉·特斯拉提出，就是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。按照电能传输原理的不同，无线电能传输分为：电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。通过该项技术可以实现以探讨将远程无线功率传输系统做成电子式互感器，研究其在高压测量方面的应用，还可以探讨更远的距离使将来室内电器实现无线化，所有室内电器设备都装有无接触功率传输系统，电气设备通过无接触功率接收装置远距离高效率的接收电能工作，而电能发射装置是可以装在墙壁内或者地板下的，使电气设备摆脱电线插座的束缚。此外，无线输电技术在特殊的场合也具有广阔的应用前景。例如可以给一些难以架设线路或危险的地区供电；可以解决地面太阳能电站、风力电站、原子能电站的电能输送问题。深入了解其无线传输电能的意义和方向，具有十分积极的意义。 一、电能无线传输技术的简介 1.1电能无线传输的现状 1.1.1电能无线传输的研究现状 一、国外研究现状 国外对无线电能传输技术的研究较早，早在20 世纪70 年代中期就出现了无线电动牙刷，随后发布了几项有关这类设备的美国专利。20世纪90 年代初期，新西兰奥克兰大学对感应耦合功率传输技术（ICPT）进行研究，经过十多年的努力，该技术在理论和实践上已经获得重大突破。研究主要集中在给移动设备，特别是在恶劣环境下工作的设备的供电问题，如电动汽车、起重机、手提充电器、电梯、传送带、运货行车，以及水下、井下设备。其能量等级、距离、效率等指标都在不断提高，目前实用设备己达200kW、数千米的传输距离和85％的以上的传输效率。 二、国内研究现状 国内在无线输电技术方面研究还处于起步阶段，近年来，中科院院士严陆光和西安交通大学的王兆安等人也开始对该新型电能接入技术进行研究。重庆大学自动化学院非接触电能传输技术研发课题组自2001 年便开始了对国内外非接触式电能接入技术相关基础理论与实用技术的密切跟踪和研究，并与国际上在该领域研发工作处于领先水平的新西兰奥克兰大学波依斯教授为首的课题组核心成员Patrick AiguoHu 博士进行了深层次的学术交流与科技合作，在理论和技术成果上有了较大的突破。2007年2月，课题组攻克了非接触感应供电的关键技术难题，建立了完整的理论体系，并研制出了非接触电能传输装置，该装置能够实现600 至1000W 的电能输出，传输效率为70％，并且能够向多个用电设备同时供电，
电磁场电磁波论文
HEFEI UNIVERSITY 电磁场电磁波课程综述报告 题目：电磁场电磁波课程综述报告 系别：电子信息与电气工程 专业班级： 11通信工程（1）班 学号： 1105021006 姓名：郭丽丽 导师：李翠花 成绩： 2014年 5 月17 日
目录 1、天线的基本知识 (2) 1.1什么是天线 (2) 1.2天线的分类 (2) 1.3天线的参数 (2) 1.3.1方向性函数和方向图 (2) 1.3.2方向性系数 (3) 1.3.3辐射效率 (4) 1.3.4增益系数 (4) 1.3.5天线的极化特性 (4) 1.3.6输入阻抗 (4) 1.3.7天线的辐射阻抗 (5) 1.4天线的作用和地位 (5) 2、天线的工作原理 (6) 3、天线的应用 (7) 3.1双频双工双极化天线的新应用 (7) 3.2八字型全向变形天线应用 (7) 3.3心型全向变形天线应用 (7) 3.4窄波束高增益天线的应用 (8) 3.5低增益天线的应用 (8) 3.6全向天线的基本应用 (8) 4、总结 (9)
1、天线的基本知识 1.1什么是天线 天线是一种用来发射或接收无线电波的电子器件。从物理学上讲，天线是一个或多个导体的组合，由它可因施加的交变电压和相关联交变电流而产生辐射的电磁场，或者可以将它放置在电磁场中，由于场的感应而在天线内部产生交变电流并在其终端产生交变电压。天线应用于广播和电视、点对点无线电通信、雷达和空间探索等系统。天线通常在空气和外层空间中工作，也可以在水下运行，甚至在某些频率下工作于土壤和岩石之中。 1.2天线的分类 天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。 对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的： 按用途分类 可分为通信天线、电视天线、雷达天线等； 按工作频段分类 可分为短波天线、超短波天线、微波天线等； 按方向性分类 可分为全向天线、定向天线等； 按外形分类 可分为线状天线、面状天线等. 1.3天线的参数 1.3.1方向性函数和方向图 天线的方向性函数是描述天线辐射场的大小与空间方向之间关系的函数，也就是天线的辐射作用在空间的相对分布情况的数学表达式。把方向性函数用图形表示出来就是方向图，也就是方向性函数的图解形式。 场强振幅的方向性函数是表示在以天线为中心，远区场某以恒定半径的球面上辐射场强的相对分布情况。场强振幅的归一化方向性函数一般表示为： ()() max ,,E E F φθφθ= 式中，()φθ,E 为天线在任意方向上的辐射场强，max E 为天线在其最大辐射方向上的辐射场强。 单元偶极子的方向图 辐射的方向性用两个相互垂直的主平面上的方向图表示，E 平面(电场所在r e r l I E βθθωεβj 02sin π4j -∆= r e r l I H βφθβj sin π4j -∆=
中国地质大学——电磁场与电磁波结课论文
中国地质大学（武汉） 电磁场与电磁波结课论文 姓名： 班级： 学号： 指导老师：严彬
一、电磁波应用 (3) 1. 电磁学在医疗上的应用 (3) 2.电磁波在生产、生活上的应用 (4) 3. 电磁波在军事上的应用 (5) 二、电磁波实验 (6) 实验一双缝干涉实验 (6) 实验二迈克尔逊干涉实验 (8) 实验三偏振实验 (10) 实验四布拉格衍射实验 (11) 三、平面电磁波理解 (13) 1. 均匀平面电磁波 (13) 2.正弦均匀平面波在无限大均匀媒质中的传播 (15) 无耗介质中： (15) 导电媒质中： (16) 3.电磁波的极化 (20)
一、电磁波应用 1.电磁学在医疗上的应用 生物电磁学在医疗上的应用，简称磁疗。是 20 世纪九十年代才广泛兴起的一种自然疗法，用磁能作用于人体，通过磁的一系列生物与生物电磁学效应达到调整人体生理活动、实现身体保健和治疗疾病的目的。确切地说，磁疗是一种物理能量疗法。由于磁疗安全、方便、简捷、省时、无毒副作用、疗效肯定受到人们的认可和喜爱，被世界卫生组织推荐为最有前途的绿色疗法。从严格意义上说，磁疗还未真正地走进现代生命科学的殿堂，尚处于研究、探索、试用阶段，属于生命科学中一门崭新的边缘学科。本文所述的磁生物与生物电磁生理学效应是对近十年来人们使用磁性保健产品临床效果的总结和理性思考，也是第一次提出“磁生物与生物电磁生理学效应”这一概念，有关人体这一弱电磁生物体与磁场相互作用的具体细节及其量化表述有待进一步实验结果的充实。 在科学上，称超过人体承受或仪器设备容许的电磁辐射为电磁污染。电磁辐射分二大类，一类是天然电磁辐射，如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等，除对电气设备、飞机、建筑物等可能造成直接破坏外，还会在广大地区产生严重电磁干扰。另一类是人工电磁辐射，主要是微波设备产生的辐射，微波辐射能使人体组织温度升高，严重时造成植物神经功能紊乱。但是对电磁辐射，要正确认识，而且要科学防护。事实上，电磁波也如同大气和水资源一样，只有当人们规划、使用不当时才会造成危害。一定量的辐射对人体是有益的，医疗上的烤电、理疗等方法都是利用适量电磁波来治病健身 （1）生物电磁场保健 将人体置于姜氏场导舱内接受载有青春信息的植物幼苗发射的生物电磁波。结果发现：人体红细胞膜的渗透脆性降低，韧性增强；甲状腺素、性激素分泌增加；免疫功能提高；肾上腺皮质激素分泌无明显变化。提示：植物幼苗电磁波有助于红细胞功能的发挥，促进机体新陈代谢，增加青春活力，提高性功能，增强免疫力从而对人体发挥返老还青和医疗保健作用。 （2）激光治疗 激光是60年代初出现的一种新光源。已广泛应用于国防、农业、卫生医疗和科学研究，也是治疗肿瘤的一种新方法。用它既能切割组织，又能同时止血，能使肿瘤组织迅速气化和雾化，从而使肿瘤在瞬间消失。激光对组织具有热、压、光和电磁场效应的作用。 1、热效应：激光能使肿瘤组织在几秒种的短时间内，局部温度高达200-1000摄氏度，使其变性、凝固坏死，继而气化消失。 2、压力效应：激光本身的光压和由高热导致的组织膨胀引起的二次冲击波，加深了肿瘤组织破坏。 3、光效应：激光被肿瘤组织吸收后，可增强热效应，使肿瘤组织被破坏。 4、电磁场效应：激光是一种电磁波。能产生电磁场，可使肿瘤组织离化、
电磁场与电磁波的应用
电磁场与电磁波的应用 0 引言 电磁场与电磁波简介：电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。电磁场与电磁波在实际生产、生活、医学、军事等领域有着广泛的应用，具有不可替代的作用。如果没有发现电磁波，现在的社会生活将是无法想象的。所以，本文主要研究电磁场与电磁波在生活中的多项应用，其中，将主要研究电能的无线传输技术。 1 电磁场与电磁波理论的建立 在电磁学发展的早期，人们认识到带电体之间以及磁极之间存在作用力，而作为描述这种作用力的一种手段而引入的"场"的概念，并未普遍地被人们接受为一种客观的存在。现在人们已经认识清楚，电磁场是物质在一种形态，它可以和一切带电物质相互作用，产生出各种电磁现象。电磁场本身的运动服从波动的规律。这种以波动形式运动变化的电磁场称为电磁波。 库仑定律揭示了电荷间的静电作用力与它们之间的距离平方成反比。安培等人又发现电流元之间的作用力也符合平方反比关系，提出了安培环路定律。基于这与牛顿万有引力定律十分类似，泊松、高斯等人仿照引力理论，对电磁现象也引入了各种场矢量，如电场强度、电通量密度（电位移矢量）、磁场强度、磁通密度等，并将这些量表示为空间坐标的函数。但是当时对这些量仅是为了描述方便而提出的数学手段，实际上认为电荷之间或电流之间的物理作用是超距作用。直到法拉第,他认为场是真实的物理存在,电力或磁力是经过场中的力线逐步传递的，最终才作用到电荷或电流上。他在1831年发现了著名的电磁感应定律，并用磁力线的模型对定律成功地进行了阐述。1846年,法拉第还提出了光波是力线振动的设想。法拉第提出的电磁感应定律表明，磁场的变化要产生电场。这个电场与来源于库仑定律的电场不同，它可以推动电流在闭合导体回路中流动，即其环推动电流在闭合导体回路中流动，即其环路积分可以不为零，成为感应电动势。现代大量应用的电力设备和发电机、变压器等都与电磁感应作用有紧密联系。由于这个作用。时变场中的大块导体内将产生涡流及趋肤效应。电工中感应加热、表面淬火、电磁屏蔽等，都是这些现象的直接应用。继法拉第电磁感应定律之后，麦克斯韦提出了位移电流概念。电位移来源于电介质中的带电粒子在电场中受到电场力的作用。这些带电粒子虽然不能自由流动，但要发生原子尺度上的微小位移。麦克斯韦将这个名词推广到真空中的电场，并且认为：电位移随时间变化也要产生磁场，因而称一面积上电通量的时间变化率为位移电流,而电位移矢量D的时间导数为位移电流密度。它在安培环路定律中，除传导电流之外补充了位移电流的作用，从而总结出完整的电磁
大学论文-电磁场与电磁波
.引言 电与磁的对偶性是指电场与磁场之间的一种对称关系，它们之间虽然用来描述这两种场的有关物理量概念不同，但是在一定条件下，可以用相同的数学模型来描述。我们在研究电磁场的过程中会发现，电与磁经常是成对出现的，电场与磁场的分析方法也有相当的一致性例如，在静电场中，为了简化电场的计算而引入标量电位，在恒定磁场中，也仿照静电场，可以在无源区引入标量磁位，并将静电场标量电位的解的形式直接套出来，因为它们均满足拉普拉斯方程，因此解的形式也必完全相同这样做的理论依据是二重性原理，所谓二重性原理就是如果描述两种不同物理现象的方程具有相同的数学形式它们的解答也必取相同的数学形式。在求解电磁场问题时，如果能将电场与磁场的方程完全对应起来，即电场和磁场所满足的方程在形式上完全一样，则在相同的条件下，解的数学形式也必然相同这时若电场或磁场的解式已知，则很方便地得到另一场量的解式 在早期的研究中，人们认识电与磁都是从单方面进行研究的，既是分立的。然而，随着电流磁效应的发现后，认识到电流与磁场之间存在着相互联系，再接着法拉第的电磁感应定律又揭示了变化的磁通与感应电动势之间的联系。综合上两种现象，存在着“磁生电，电生磁”这种初步的对称。直到后来在麦克斯韦综合前人的理论的自己的假设，对整个电磁现象做了系统的研究，建立了更为具有普适性的理论：借助于数学这个工具，推广了随时间变化的磁场产生涡旋电场（t B E ∂∂-=⨯∇）及提出位移电流假说，完善了随时间变化的电场产生的磁场（t D B J e ∂∂+=⨯∇v ）从而达到了电学与磁学、光学的统一。从麦氏方程组 我们可以看到电与磁之间的明确对称统一（但是对于静电磁场的描述除外）。 本文将对电与磁从统一的角度出发，揭示其彼此对偶的一面。一方面，对偶性是电磁场内在规律的反映，能建立在比静态更一般的基础上；另一方面，对偶性原理对于我们解决某些复杂的问题可以起到简化的作用，给予极大的帮助，由电的有关物理量知道磁的，反之亦然。 一. 电与磁的对偶性的概述 （一）.对偶场 我们知道在无源区域，麦克斯韦方程组为 ,, 0,, 0t D H B t B E D ∂∂=⨯∇=∙∇∂∂- =⨯∇=∙∇ 如果在上述方程组中对场量作如下变换： H E '→εμ00 ， E H '-→εμ0 0 （1—1.1）
电磁场与电磁波课程教学方法论文
电磁场与电磁波课程教学方法论文 电磁场与电磁波课程教学方法论文 摘要：电磁场与电磁波是一门难度较大的重要专业基础课。在教学过程中，可以根据学科特点，综合利用各种教学资源，充分调动学生学习兴趣，提高学生对知识的深入理解，以达到更好的教学效果。 关键词：电磁场与电磁波;教学方法;学习兴趣 根据光电信息科学与工程专业的培养要求，电磁场与电磁波[1-2]课程是该专业的基础必修课。该课程要求学生掌握电磁场的有关定理、定律、麦克斯韦方程等的物理意义及数学内涵，并用所学的知识理解电磁场与电磁波的相关规律，培养学生正确的思维方式和分析问题的能力，为后续课程打下坚实的理论基础。该课程课时少，任务重，概念抽象，数学推导繁琐，是一门难教、难学的课程。然而学生在浏览课本目录时往往觉得知识点很熟悉而掉以轻心，导致在学习的过程中出现看似简单却无从下手的窘境。该课程需要较好的高等数学及大学物理知识，又是后续课程如应用光学、光电信息物理基础、物理光学、激光原理与技术、光电子学、信息光学等课程的重要理论基础，是一门承上启下的关键课程。因此如何把握课堂教学，使学生在课堂上对知识体系建立深刻而又良好的印象，最大限度地激发学生的学习兴趣，培养学生的学习能力至关重要。本文从以下几方面着手以提高学生学习积极性。 一、对比已经学过的知识，掌握新内容的核心要点 电磁场与电磁波教学内容丰富而抽象，是大学物理部分电磁学内容的升华，并且使用高等数学工具多，方法灵活。学生在初学时往往停留在旧的认识处理水平而不能深入理解。因此在教学过程中需借鉴已经学过的知识，进行对比分析，找出异同，重点突破，才能提高效率。例如矢量分析部分，有的同学就误以为只是高中的向量运算和高数中的多重积分相关知识。教学时可以通过对比找出该课程中的新知识，温习旧知识，拓展新内容，重点深入理解剖析、加强物理内涵知识的练习。电磁场部分也是深入学习的重点，通过对比高中物理、大
电磁场与电磁波课程小论文
《电磁场与电磁波》课程论文题目 课程论文要求：论文的格式参考吉首大学学报（自然科学版）格式，论文的内容至少有三分之一是自己做的工作，基本字数是：4000字/1人；相关的程序在附录中给出，最后把论文工作的分工要在最后有具体说明，每人在论文最后写出不少于100字的总结，谈谈你这次做小论文的感受，另外也给自己打打分（按100分算）。 1.有限元方法在矩形金属波导中的应用（3－5人题目：要求对有限元方法的基本原理和步骤有一定掌握，并会它计算矩形波导得出相关的数据及相应的图形，并进行分析讨论） 2 负折射率材料NIM专题研究（1－2人题目：要求对负折射率材料有一个全面系统的总结，并对正、负折射率介质分界面电磁波的传播特性有具体的理论分析及数值模拟） 3 FDTD数值计算在贴片微带天线分析中的应用（3－5人题目：要求编程（Matlab或是Fortran）对TDTD方法掌握，并会它模拟贴片微带天线,编出相关的程序、模拟出相关评价天线的特性图，如方向图、场分布等） 4微带滤波器的设计（ADS）（1－2人题目：用ADS软件进行设计，
要求如下：中心频率G0=2.6GHz；带宽=50MHz~70MHz（计算按50MHz），在2.65GHz上衰减达到25dB） 5.介质波导的数值模拟（2－3人题目：利用MATLAB对不同结构、不同折射率分布的波导进行模拟分析，给出金属波导和光纤的近似数值模拟方法。） 6. 等离子体隐身原理研究（1人题目：对离子体隐身原理作一个详细的读书报告。） 7.脉冲瞬变电磁场（1人题目：对脉冲瞬变电磁场作一个详细的读书报告。） 8. 双频微带天线设计与仿真(2-3人题目：利用ADS或是CST等电磁计算软件设计出一个双频微带天线，要求技术指标为：谐振频率2.0GHZ 4.5GHZ、带宽<150 MHZ、反射损耗<-25dB、输入阻抗50 Ohm、增益(Gain) ，并对结果进行仿真，并进行理论分析，提出改进措施，与优化结果进行比较, 获得符合指标的天线版图, 最后将天线进行全向扩展，得到更贴近使用的结果） 9.多层介质中电磁波的传播特性研究（(3-5人题目：理论推导出正负正、负正正、负正负三种三层介质分界面中电磁波的传播特性，并用一定的电磁软件如IE3D、ADS或CST等模拟出场图分布） 10.微带贴片天线的设计、仿真与优化（(3-5人题目：学习使用IE3D 和ADS软件设计微带贴片天线的基本方法；仿真，调试，优化微带贴片天线；体会IE3D和ADS使用中的不同和各自的优缺点。微带线采用微带线侧馈，中心频率2.0GHz，其它尺寸自定)
电磁场与电磁波论文
《电磁场与电磁波论文》 学院：信息科学与工程学院 专业：电子信息工程 班级：电子0902班 学号：20092712 姓名：++++++++
电磁场与电磁波的实际应用 电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。电磁场与电磁波在实际生产、生活、医学、军事等领域有着广泛的应用，具有不可替代的作用。如果没有发现电磁波，现在的社会生活将是无法想象的。 （一）在生产、生活上的应用 静电场的最常见的一个应用就是带电粒子的偏转，这样象控制电子或是质子的轨迹。很多装置，例如阴极射线示波器，回旋加速器，喷墨打印机以及速度选择器等都是基于这一原理的。阴极射线示波器中电子束的电量是恒定的，而喷墨打印机中微粒子的电量却随着打印的字符而变化。在所有的例子中带电粒子的偏转都是通过两个平行板之间的电位差来实现的。 1.磁悬浮列车 列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引，同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥。列车前进时，线圈里流动的电流方向就反过来，即原来的S极变成N极，N极变成S极。循环交替，列车就向前奔驰。 稳定性由导向系统来控制。“常导型磁吸式”导向系统，是在列车侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。列车发生左右偏移时，列车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用，产生排斥力，使车辆恢复正常位置。列车如运行在曲线或坡道上时，控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制，达到控制运行目的。 “常导型”磁悬浮列车的构想由德国工程师赫尔曼·肯佩尔于1922年提出。 “常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。只是把电动机的“转子”布置在列车上，将电动机的“定子”铺设在轨道上。通过“转子”，“定子”间的相互作用，将电能转化为前进的动能。我们知道，电动机的“定子”通电时，通过电磁感应就可以推动“转子”转动。当向轨道这个“定子”输电时，通过电磁感应作用，列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。 2.电磁泵 利用磁场和导电流体中电流的相互作用，使流体受电磁力作用而产生压力梯度，从而推动流体运动的一种装置。实用中大多用于泵送液态金属，所以又称液态金属电磁泵。电磁泵按电源形式可分为交流泵和直流泵；按液态金属中电流馈给的方式可分为传导式电磁泵和感应式电磁泵；按结构不同可分为平面泵和圆柱泵等。传导式泵中，电流由外部电源经泵沟两侧的电极直接传导给液态金属；感应泵中，电流则由交变磁场感应产生。电磁泵没有转动部件，结构简单，密封性好，运转可靠，因此在化工、印刷行业中用于输送一些有毒的重金属，如汞、铅
电磁场与电磁波的电子通信技术应用论文.doc
电磁场与电磁波的电子通信技术应用论文21世纪是信息化的时代，电子通信在社会生产和生活中起到了 关键性的作用，给人们的生活和工作带来了极大的便利。而电磁场 和电磁波在电子通信中占据着重要地位，能够实现信息的高效传输。近年来，随着移动通信网络和智能移动终端在社会上的快速普及， 电子通信已经渗透到了人们生活中的方方面面，而移动通信中更是 离不开对电磁场和电磁波的应用。在这种情况下，加强对电磁场和 电磁波在电子通信技术中的应用研究意义重大，必须得到充分的重视。本文正是基于这一考虑，对电磁场和电磁波在电子通信技术中 的运用进行了一些有意义的探讨。 1．1电磁场 在16世纪下半叶，吉伯特最早开始了对电磁场的研究，但他无 法对电磁场的生成机制进行准确描述。这种情况一直持续到奥斯特 发现电流磁效应后才有所改善。在电流的磁效应被发现后，很多学 者都试图开掘其他电磁效应，并进一步提出了电和磁的相互作用问题。其中，奉献最大的当属法拉第，因为他发现了感应电流与磁场 强度的变化量有关，进而总结提出了电磁感应定律，这奠定了近代 电磁场研究的理论根底。 1．2电磁波 电磁波是由振荡情况一致但振荡方向却相反的电场和磁场形成的，它在空间中能够以波的方式来传播能量，其传播方向那么与电磁、磁场平相垂直。如果根据频率来对电磁辐射进行分类，那么它 可以分为无线电波、可见光、红外线、紫外线和微波等等。现实中，电磁波无处不在且各种物体都可以发射电磁波，但只有特定波长的
电磁波才能被人类的眼睛接收看到。电磁波在空间中的传播并不依赖介质，即它可以在真空中进行传播且速度与光速相同。 2．1在移动通信中的应用 早在20世纪20年代，就已经有相关机构和学者开始了对移动通信技术的研究，但我国直到20世纪80年代末才诞生了首部基于蜂窝模拟的移动通信。伴随着首部移动通信的诞生，移动通信系统也随之出现，这时的系统主要采用了模拟技术和频分多址技术。紧随着第一移动通信系统，第二代移动通信技术也在不久后进行了商用，即我们常说的2G网络。在此根底上，通过将移动通信技术和互联网技术相融合，移动通信系统很快便开展到了第三代，即我国三大电信运营商主推的WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA。此时的电子通信技术不仅使无线频率的利用效率空前提升，而且通信速度也更快，同时还能支持各类多媒体功能的效劳。近年来，我国电信运营商对移动通信系统进行了升级，4G移动通信系统已经在我国得到了大规模商用。4G网络因为可以通过宽带网络与其他网络相连，所以不仅可以实现不同频率间的转换，而且能够带来更快的通信速度，已经可以根本满足我国社会各界的需求。这两年世界各国都在争夺5G通信技术的标准制定权，我国自然也不甘，可以预见，未来的5G通信系统中，电磁场和电磁波的应用水平会进一步提升，而且必将给用户带来更好的移动通信体验。 2．2在微波通信中的应用 电磁场是产生电磁波的源头，而电磁波又是微波通信中各类信息的载体，所以电磁场和电磁波在微波通信中起着核心作用。在进行微波通信时，各种信息被加载到电磁波上，然后再在空间中以光速进行传播，如图1所示。如果遇到电子信号接收装置，那么装置
电磁场与电磁波论文.
电磁场与电磁波论文 ——《电磁辐射对人体健康的影响》 在很多人眼中，电磁辐射几乎与“癌魔”划等号。日本广岛原子弹爆炸、苏联切尔诺贝利核电站泄漏等核悲剧，早已使人“谈辐色变”。然而据英国《金融时报》6月23日报道，美国资深营养学家、曾任“阿波罗”登月计划宇航员首席营养顾问的唐·勒基表示，少量辐射可起到增强人体免疫力、延长寿命的积极作用。科学界此前还很少有类似的研究，勒基的“语出惊人”引起了激烈辩论。 人们在日常生活中感觉很少有机会接触核辐射，其实电子产品的普及以及放射疗法的推广，辐射源几乎无处不在，电视、电台、变电站、电脑、移动电话……甚至一根通了电的金属线，都会向外辐射电磁场。人们担心，那些携带着能量无孔不入的电磁力线，会不会是一把把杀人于无形的魔剑？它们是不是使现代人类越来越普遍地患上肿瘤、白血病、神经衰弱，还有胎儿畸形等各种绝症的幕后幽灵？当人类进入到电气化时代后，人们在享受它带来的各种便利和创造的各种神话时，心理上也同时遭受着巨大的折磨。 辐射是指能量在空间和其他介质中的传递，存在形式有电磁波、粒子流等。按辐射的效应分，可分为电离辐射与非电离辐射两类，一般人们通常提及的都是电离辐射，包括最令人闻之色变的核辐射。电离辐射是使物质产生电离作用的电磁辐射（如Ｘ射线、伽马射线），或粒子辐射（如阿尔法、贝塔、高速电子、高速质子及其他粒子）。而波长大于100纳米的电磁波，由于其能量低，不能引起水和机体组织电离，故称为非电离辐射，如光和超声波等。人们日常生活中遇到的辐射与核辐射的原理是一致的，惟一不同的是强度没核辐射高。 对于辐射的危害，科学家们曾做过大量研究，并形成了被广为接纳的“定论”。美国国家放射保护理事会委员迈克尔·克拉克曾表示：“人类科学史上所得出最清晰的结论，便是辐射的危害性。毫无疑问，任何辐射都是有害的。”科学家们发现，在辐射源集中的环境下工作、学习、生活的人，容易失眠多梦、记忆力减退、体虚乏力、免疫力低下等。另外研究人员对辐射引起的恶性肿瘤、先天畸形、老化作用和遗传病等，都有比较成熟的结果…… 在辐射产生的所有影响中，产生恐慌效应最大的当属“致癌”。 1979年，美国流行病家收集到一份儿童白血病患者名单，发现这些患者大多数都住在高压线附近，她猜测祸首也许是电线。于是物理学家与之合作。因无法知道没个儿童所暴露其中的电磁场具体的强度，就以电线的粗细和与人体接近的程度，推算儿童遭受的电磁场辐射剂量。这个建立在推测和假定之上的研究，最后得出的结论是：生活在因电力而产生高强度电磁场中的儿童，患上白血病的概率是生活在低强度电磁场中儿童的三倍。 这份研究报告一出台，美国大量的研究机构立即转向研究电磁辐射对人体健康的影响程度。在结论莫衷一是的情况下，许多环保者要求国家将电线和变电所从人们的居所一开，而 辐射为何会致癌？人体正常生长的体细胞都会发生几率很低的基因突变，而在放射线及其他电离辐射的作用下，这种突变几率大增，原癌基因被激活，从而发生癌变。 最近新研究说适量辐射有利健康。克拉克等人关于辐射有害的“一概而论”，也引起了反对声音。有科学家认为辐射危害应该视其强度而定，有些研究甚至证明低强度辐射有益健康。在刚刚出版的美国《国际低辐射杂志》中，密苏里大学
《电磁场与电磁波》论文
《电磁场与电磁波》课程论文
概述 电磁场即有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称。随时间变化的电场产生磁场，随时间变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起，也可由强弱变化的电流引起，不论原因如何，电磁场总是以光速向四周传播，形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒递物，具有能量和动量，是物质存在的一种形式。电磁场的性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。 电磁场由近及远的传播形成电磁波随时间变化着的电磁场。时变电磁场与静态的电场和磁场有显著的差别，出现一些由于时变而产生的效应。这些效应有重要的应用，并推动了电工技术的发展。 电磁场理论所涉及的内容都属于大量带电粒子共同作用下的统计平均结果，不涉及物质构造的不均匀性及能量变化的不连续性。它属于宏观的理论，或称为经典的理论。涉及个别粒子的性质、行为的理论则属于微观的理论，不能仅仅依赖电磁场理论去分析微观起因的电磁现象，例如有关介质的电磁性质、激光、超导问题等。这并不否定在宏观意义上电磁场理论的正确性。电磁场理论不仅是物理学的重要组成部分，也是电工技术的理论基础。 电磁场与电磁波理论的建立 在电磁学发展的早期，人们认识到带电体之间以及磁极之间存在作用力，而作为描述这种作用力的一种手段而引入的"场"的概念，并未普遍地被人们接受为一种客观的存在。现在人们已经认识清楚，电磁场是物质存在的一种形态，它可以和一切带电物质相互作用，产生出各种电磁现象。电磁场本身的运动服从波动的规律。这种以波动形式运动变化的电磁场称为电磁波。
库仑定律揭示了电荷间的静电作用力与它们之间的距离平方成反比。A.-M.安培等人又发现电流元之间的作用力也符合平方反比关系，提出了安培环路定律。基于这与牛顿万有引力定律十分类似，S.D.泊松、C.F.高斯等人仿照引力理论，对电磁现象也引入了各种场矢量，如电场强度、电通量密度（电位移矢量）、磁场强度、磁通密度等，并将这些量表示为空间坐标的函数。但是当时对这些量仅是为了描述方便而提出的数学手段，实际上认为电荷之间或电流之间的物理作用是超距作用。 直到M.法拉第,他认为场是真实的物理存在,电力或磁力是经过场中的力线逐步传递的，最终才作用到电荷或电流上。他在1831年发现了著名的电磁感应定律，并用磁力线的模型对定律成功地进行了阐述。1846年,M.法拉第还提出了光波是力线振动的设想。M.法拉第提出的电磁感应定律表明，磁场的变化要产生电场。这个电场与来源于库仑定律的电场不同，它可以推动电流在闭合导体回路中流动，即其环路积分可以不为零，成为感应电动势。现代大量应用的电力设备和发电机、变压器等都与电磁感应作用有紧密联系。由于这个作用。时变场中的大块导体内将产生涡流及趋肤效应。电工中感应加热、表面淬火、电磁屏蔽等，都是这些现象的直接应用。 继法拉第电磁感应定律之后，J.C.麦克斯韦提出了位移电流概念。电位移来源于电介质中的带电粒子在电场中受到电场力的作用。这些带电粒子虽然不能自由流动，但要发生原子尺度上的微小位移。麦克斯韦将这个名词推广到真空中的电场，并且认为；电位移随时间变化也要产生磁场，因而称一面积上电通量的时间变化率为位移电流,而电位移矢量D的时间导数为位移电流密度。