电磁场与电磁波

《电磁场与电磁波论文》院系：数学与信息科学学院班级：数101-2姓名：张林电磁场与电磁波论文电磁波已经结课将近一个月了。现在整体总结一下我在课堂上学的知识，以及谈谈我对电磁场的认识。提到电磁场，麦克斯韦方程组首先涌入我的脑筋。麦克斯韦方程组可以说是电磁场理论的基础。本书结构从简到易，首先讲解了一些电磁场的基本规律。真空中电荷周围电场的规律，以及电流周围磁场的基本规律。接着是静态电场的边界条件，即在两种介质的分界面上，电场强度的切向分量是连续的；当两种媒质的分界面上存在自由面电荷，电位移矢量的法向分量是不连续的。在不同磁介质的分界面上一般都存在磁化面电流，在分界面磁感应强度的法向分量是连续的，当分界面上不存在自由面电流时，磁场期间昂度的切向分量是连续的。之后教材带我们正式带进电磁场的世界，为我们讲述了电磁波在无界空间中的传播，以及均匀平面波的反射与投射等相关问题。以下谈谈我对电磁场、电磁波的认识：电磁场由相互依存的电磁和磁场的总和构成的一种物理场。电场随时间变化时产生磁场，磁场随时间变化时又产生电场，两者互为因果。在电磁现象的某些量子特征可以被忽略的范围内，由电场强度E、电通密度D、磁场强度H和磁感应强度B四个相互有关的矢量确定的，与电流密度和体电荷密度一起表征介质或真空中的电和磁状态的场。在电磁学里，电磁场是一种由带电物体产生的一种物理场。处于电磁场的带电物体会感受到电磁场的作用力。电磁场与带电物体（电荷或电流）之间的相互作用可以用麦克斯韦方程和洛伦兹力定律来描述电磁场是有内在联系、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。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。这些效应有重要应用，并推动了电工技术的发展。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。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方程组，即著名的麦克斯韦方程组，描述了电磁场的分布变化规律。电磁辐射麦克斯韦方程表明，不仅磁场的变化要产生电场，而且电场的变化也要产生磁场。时变场在这种相互作用下,产生电磁辐射,即为电磁波。这种电磁波从场源处以光速向周围传播，在空间各处按照距场源的远近有相应的时间滞后现象。电磁场、电磁波的辐射有损于人体健康。一项新研究发现，电脑、打印机及其他办公设备产生的“电子烟雾”(即电磁场、电磁辐射)，可能使员工置身于污染物和细菌水平更高的工作环境中。研究表明，居住在距离高压线200米范围内的儿童罹患白血病的危险，比那些居住在距离高压线600米开外地区的孩子高69％。家电和办公设备产生的低压，也会产生同样的影响。电磁场对空气具有很大的影响，人们的皮肤和肺也会受到电磁场的影响。电磁场会增加人体内的毒素量，污染物的危险和感染的危险随之增加。”电与磁可说是一体两面，变动的电会产生磁，变动的磁则会产生电。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，而其每秒钟变动的次数便是频率。当电磁波频率低时，主要藉由有形的导电体才能传递；当频率渐提高时，电磁波就会外溢到导体之外，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。举例来说，太阳与地球之间的距离非常遥远，但在户外时，我们仍然能感受到和勋阳光的光与热，这就好比是「电磁辐射藉由辐射现象传递能量」的原理一样。