電磁波教案(電磁波一章主要知識點(diǎn)及講解)

1.電磁波一章主要知識點(diǎn)及講解

第十三章 無線電通信和電子元件 知識提要 一、無線電通信 1電磁波：電磁場在周圍空間由近及遠(yuǎn)的傳播就形成電磁波。水波、聲波等都需要傳播波的媒質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播。電磁波在空間傳播，能量也一同傳播。 電磁波在真空中的傳播速度等于光在真空中的速度。電磁波的傳播速度v、頻率f和波長λ的 關(guān)系為：v=λf。不同頻率的電磁波在真空中的傳播速度都相同。 電磁波在無線電通信中稱作無線電波。無線電波按波長可分為長波、中波、中短波、短波、微波等不同波段。 2無線電廣播和電視：無線電廣播和電視是利用電磁波來傳遞聲音信號和圖像信號的。其傳播分發(fā)射和接收兩個(gè)過程。其傳播途徑雙分直射波、地波、天波三種方式。

2.初中物理電磁波重點(diǎn)

（一）教學(xué)目的 1.常識性了解電磁波，知道電磁波的頻率、波長的概念。

2.記住電磁波的傳播速度。（二）教具 水，水槽，水木棍，麻繩，電池，半導(dǎo)體收音機(jī)，鋼銼，導(dǎo)線。

（三）教學(xué)過程 1.復(fù)習(xí) 我們生活在一個(gè)充滿聲音的世界里，人們通過聲音（如語言、音樂等）交流思想、表達(dá)感情。如家長的教誨、教師的授課可以增長我們的知識；優(yōu)美動(dòng)聽的音樂可以陶冶人的情操、給人以美的享受。

聲音是傳遞信息的一種重要方式，幫助我們了解世界。 通過我們在初中二年級學(xué)習(xí)過的聲現(xiàn)象的有關(guān)知識，可以知道：一切正在發(fā)聲的物體都在振動(dòng)；我們聽到的聲音通常是靠空氣傳的；聲波在空氣中的傳速度大約是340米/秒。

在前面我們還學(xué)習(xí)過電話，電話的話筒能把聲音振動(dòng)轉(zhuǎn)化為強(qiáng)弱變化的電流，電流流經(jīng)聽筒，聽筒又能把它轉(zhuǎn)化為振動(dòng)，使人聽到聲音。 2.引入新課 飛機(jī)上的飛行員與地面指揮員的對話不用電線；我們每天聽收音機(jī)或看電視，也沒有電線直接通向電臺或電視臺。

可見，這些都不是用電線來傳播電信號的，我們稱作“無線電通信”。那么，無線電通信是怎樣傳輸信號的呢？今天我們就來學(xué)習(xí)這方面的簡單知識。

3.進(jìn)行新課 板書： （1）演示實(shí)驗(yàn) ①手持小木棍，讓木棍下端接觸水槽水面，使同學(xué)們看到，水面上有一圈圈凸凹相間的狀態(tài)從木棍接觸水面處向外傳播，形成了水波。 ②音叉（或其他發(fā)聲體）振動(dòng)時(shí)，在空氣中會有疏密相間的狀態(tài)向外傳播，形成聲波。

聲波看不見，摸不到，但聲波傳到我們的耳朵，會引起鼓膜振動(dòng)，使我們產(chǎn)生聽覺。 總結(jié)以上實(shí)驗(yàn)（和其他事例）得出結(jié)論： 板書： （2）電磁波 板書：<當(dāng)導(dǎo)體中有迅速變化的電流時(shí)，會向周圍空間發(fā)射電磁波。

> 電磁波看不到，摸不著，我們可以通過實(shí)驗(yàn)來間接觀察它的存在。 演示課本上圖13—2的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)后讓學(xué)生閱讀課本上“實(shí)驗(yàn)”后的兩個(gè)自然段，再提出以下問題讓學(xué)生回答。

①為什么會發(fā)生這種現(xiàn)象？ ②舉出日常生活中發(fā)生的類似的現(xiàn)象。 教師歸納小結(jié)，講解電磁波的初步知識，并說明間接觀察是物理學(xué)常用的研究方法（如借助小磁針可以間接地研究磁場）。

（3）電磁波的頻率和波長 講解課本圖13—3水波在1秒內(nèi)傳播的波形圖，結(jié)合小木棍振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生水波的演示實(shí)驗(yàn)說明： ①波峰與波谷的概念； ②在1秒內(nèi)出現(xiàn)的波峰數(shù)（或波谷數(shù)）叫水波的頻率；頻率的單位叫做赫茲，簡稱赫。常用的頻率單位是千赫和兆赫。

板書： ③波長與波速的概念； ④分析得出：波速與波長和頻率的關(guān)系。 板書： 類似于水波，電磁波也有自己的頻率和波長，也同樣可以用波形圖來描述，講解課本圖13—4頻率不同的電磁波的波形圖。

需要說明以下二點(diǎn)： ①電磁波的頻率等于產(chǎn)生電磁波的振蕩電流的頻率。 ②電磁波頻率、波長與波速的關(guān)系。

板書： 電磁波在空間是向各個(gè)方向傳播的，德國物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，電磁波的傳播速度等于光速。 板書：<電磁波在真空中的傳播速度與光速相同，是3*108米/秒。

在空氣中和在真空中近似。> 注意：不同頻率（或不同波長）的電磁波的傳播速度都相同，所以頻率較大的電磁波，波長較短。

例：我國第一顆人造地球衛(wèi)星采用20.009兆赫和19.995兆赫的頻率發(fā)送無線電信號，這兩種頻率的電磁波的波長各是多少？（光速為2.9979*108米/秒） （答案：波長分別為14.983米和14.993米） 由于電磁波的頻率和波長各不相同，所以在我們周圍空間里存在著形形色色的電磁波。按照課本上的圖表，介紹無線電通信所用的電磁波（也叫無線電波）的幾個(gè)波段。

3.有關(guān)電磁波的物理知識

定義 從科學(xué)的角度來說，電磁波是能量的一種，凡是高于絕對零度的物體，都會釋出電磁波。

正像人們一直生活在空氣中而眼睛卻看不見空氣一樣，除光波外，人們也看不見無處不在的電磁波。電磁波就是這樣一位人類素未謀面的“朋友”。

產(chǎn)生 電磁波是電磁場的一種運(yùn)動(dòng)形態(tài)。電與磁可說是一體兩面，變化的電場會產(chǎn)生磁場（即電流會產(chǎn)生磁場），變化的磁場則會產(chǎn)生電場。

變化的電場和變化的磁場構(gòu)成了一個(gè)不可分離的統(tǒng)一的場，這就是電磁場，而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波，電磁的變動(dòng)就如同微風(fēng)輕拂水面產(chǎn)生水波一般，因此被稱為電磁波，也常稱為電波。性質(zhì) 電磁波頻率低時(shí)，主要借由有形的導(dǎo)電體才能傳遞。

原因是在低頻的電振蕩中，磁電之間的相互變化比較緩慢，其能量幾乎全部返回原電路而沒有能量輻射出去；電磁波頻率高時(shí)即可以在自由空間內(nèi)傳遞，也可以束縛在有形的導(dǎo)電體內(nèi)傳遞。在自由空間內(nèi)傳遞的原因是在高頻率的電振蕩中，磁電互變甚快，能量不可能全部返回原振蕩電路，于是電能、磁能隨著電場與磁場的周期變化以電磁波的形式向空間傳播出去，不需要介質(zhì)也能向外傳遞能量，這就是一種輻射。

舉例來說，太陽與地球之間的距離非常遙遠(yuǎn)，但在戶外時(shí)，我們?nèi)匀荒芨惺艿胶挽汴柟獾墓馀c熱，這就好比是“電磁輻射借由輻射現(xiàn)象傳遞能量”的原理一樣。 電磁波為橫波。

電磁波的磁場、電場及其行進(jìn)方向三者互相垂直。振幅沿傳播方向的垂直方向作周期性交變，其強(qiáng)度與距離的平方成反比，波本身帶動(dòng)能量，任何位置之能量功率與振幅的平方成正比。

其速度等于光速c（每秒3*10八次方米）。在空間傳播的電磁波，距離最近的電場（磁場）強(qiáng)度方向相同，其量值最大兩點(diǎn)之間的距離，就是電磁波的波長λ，電磁每秒鐘變動(dòng)的次數(shù)便是頻率f。

三者之間的關(guān)系可通過公式c=λf。 電磁波的傳播不需要介質(zhì)，同頻率的電磁波，在不同介質(zhì)中的速度不同。

不同頻率的電磁波，在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率越大折射率越大，速度越小。且電磁波只有在同種均勻介質(zhì)中才能沿直線傳播，若同一種介質(zhì)是不均勻的，電磁波在其中的折射率是不一樣的，在這樣的介質(zhì)中是沿曲線傳播的。

通過不同介質(zhì)時(shí)，會發(fā)生折射、反射、繞射、散射及吸收等等。電磁波的傳播有沿地面?zhèn)鞑サ牡孛娌ǎ€有從空中傳播的空中波以及天波。

波長越長其衰減也越少，電磁波的波長越長也越容易繞過障礙物繼續(xù)傳播。 機(jī)械波與電磁波都能發(fā)生折射、反射、衍射、干涉，因?yàn)樗械牟ǘ季哂胁上笮?折射、反射屬于粒子性； 衍射、干涉為波動(dòng)性。

能量 電磁波的能量大小由坡印廷矢量決定，即S=E*H，其中s為坡印庭矢量，E為電場強(qiáng)度，H為磁場強(qiáng)度。E、H、S彼此直構(gòu)成右手螺旋關(guān)系；即由S代表單位時(shí)間流過與之垂直的單位面積的電磁能，單位是W/m2。

電磁波具有能量，電磁波是一種物質(zhì)。 電磁波的計(jì)算 c=λf c：光速（這是一個(gè)常量，約等于3*10^8m/s） 單位：m/s f：頻率（單位：Hz,1MHz=1000kHz=1*10^6Hz） λ：波長（單位：m）電磁波的發(fā)現(xiàn) 1864年，英國科學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁波理論。

他斷定電磁波的存在，推導(dǎo)出電磁波與光具有同樣的傳播速度。 1887年德國物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。

之后，1898年， 馬可尼又進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn)，不僅證明光是一種電磁波，而且發(fā)現(xiàn)了更多形式的電磁波，它們的本質(zhì)完全相同，只是波長和頻率有很大的差別 電磁波譜 按照波長或頻率的順序把這些電磁波排列起來，就是電磁波譜。如果把每個(gè)波段的頻率由低至高依次排列的話，它們是工頻電磁波、無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線及γ射線。

以無線電的波長最長，宇宙射線的波長最短。 無線電波 3000米~0.3毫米。

（微波 0.1~100厘米） 紅外線 0.3毫米~0.75微米。（其中：近紅外為0.76~3微米，中紅外為3~6微米，遠(yuǎn)紅外為6~15微米，超遠(yuǎn)紅外為15~300微米） 可見光 0.7微米~0.4微米。

紫外線 0.4微米~10毫微米 X射線 10毫微米~0.1毫微米 γ射線 0.1毫微米~0.001毫微米 高能射線 小于0.001毫微米 傳真（電視）用的波長是3~6米；雷達(dá)用的波長更短，3米到幾毫米 電磁輻射危害 電磁輻射危害人體的機(jī)理主要是熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)和積累效應(yīng)等。 熱效應(yīng)：人體內(nèi)70%以上是水，水分子受到電磁波輻射后相互摩擦，引起機(jī)體升溫，從而影響到身體其他器官的正常工作。

非熱效應(yīng)：人體的器官和組織都存在微弱的電磁場，它們是穩(wěn)定和有序的，一旦受到外界電磁波的干擾，處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場即遭到破壞，人體正常循環(huán)機(jī)能會遭受破壞。 累積效應(yīng)：熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)作用于人體后，對人體的傷害尚未來得及自我修復(fù)之前再次受到電磁波輻射的話，其傷害程度就會發(fā)生累積，久之會成為永久性病態(tài)或危及生命。

對于長期接觸電磁波輻射的群體，即使功率很小，頻率很低，也會誘發(fā)想不到的病變，應(yīng)引起警惕！ 各國科學(xué)家經(jīng)過長期研究證明：長期接受電磁輻射會造成人體免疫力下降、新陳代謝紊亂、記憶力減退、提前衰老、心率失常、視力下降、聽力下降、血壓異常、皮膚產(chǎn)生斑痘、粗。

4.電磁學(xué)知識

電磁學(xué)是研究電磁和電磁的相互作用現(xiàn)象，及其規(guī)律和應(yīng)用的物理學(xué)分支學(xué)科。根據(jù)近代物理學(xué)的觀點(diǎn)，磁的現(xiàn)象是由運(yùn)動(dòng)電荷所產(chǎn)生的，因而在電學(xué)的范圍內(nèi)必然不同程度地包含磁學(xué)的內(nèi)容。所以，電磁學(xué)和電學(xué)的內(nèi)容很難截然劃分，而“電學(xué)”有時(shí)也就作為“電磁學(xué)”的簡稱。

早期，由于磁現(xiàn)象曾被認(rèn)為是與電現(xiàn)象獨(dú)立無關(guān)的，同時(shí)也由于磁學(xué)本身的發(fā)展和應(yīng)用，如近代磁性材料和磁學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的磁效應(yīng)和磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用等等，使得磁學(xué)的內(nèi)容不斷擴(kuò)大，所以磁學(xué)在實(shí)際上也就作為一門和電學(xué)相平行的學(xué)科來研究了。

電磁學(xué)從原來互相獨(dú)立的兩門科學(xué)（電學(xué)、磁學(xué)）發(fā)展成為物理學(xué)中一個(gè)完整的分支學(xué)科，主要是基于兩個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，即電流的磁效應(yīng)和變化的磁場的電效應(yīng)。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加上麥克斯韋關(guān)于變化電場產(chǎn)生磁場的假設(shè)，奠定了電磁學(xué)的整個(gè)理論體系，發(fā)展了對現(xiàn)代文明起重大影響的電工和電子技術(shù)。

麥克斯韋電磁理論的重大意義，不僅在于這個(gè)理論支配著一切宏觀電磁現(xiàn)象（包括靜電、穩(wěn)恒磁場、電磁感應(yīng)、電路、電磁波等等），而且在于它將光學(xué)現(xiàn)象統(tǒng)一在這個(gè)理論框架之內(nèi)，深刻地影響著人們認(rèn)識物質(zhì)世界的思想。

電子的發(fā)現(xiàn)，使電磁學(xué)和原子與物質(zhì)結(jié)構(gòu)的理論結(jié)合了起來，洛倫茲的電子論把物質(zhì)的宏觀電磁性質(zhì)歸結(jié)為原子中電子的效應(yīng)，統(tǒng)一地解釋了電、磁、光現(xiàn)象。

和電磁學(xué)密切相關(guān)的是經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)，兩者在內(nèi)容上并沒有原則的區(qū)別。一般說來，電磁學(xué)偏重于電磁現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)研究，從廣泛的電磁現(xiàn)象研究中歸納出電磁學(xué)的基本規(guī)律；經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)則偏重于理論方面，它以麥克斯韋方程組和洛倫茲力為基礎(chǔ)，研究電磁場分布，電磁波的激發(fā)、輻射和傳播，以及帶電粒子與電磁場的相互作用等電磁問題，也可以說，廣義的電磁學(xué)包含了經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)。

公元前七世紀(jì)

發(fā)現(xiàn)磁石

管子（中國） thale（泰勒斯 希臘）

公元前二世紀(jì)

靜電吸引

西漢初年

1600年

《地磁論》論述磁并導(dǎo)入“電的”electric

William Gilbert（吉爾伯特）

英國女王的御臣

1745年

萊頓瓶

電容器的原形，存貯電

Pieter van musschenbrock

（穆欣布羅克 荷蘭萊頓）

Ewald Georg Von Kleit

（克萊斯特 德國）

1747年

電荷守恒定律

（正，負(fù)電的引入）

Benjamim Franktin

（富蘭克林 美國）

1754年

避雷針

（電的實(shí)際應(yīng)用）

Procopius Dirisch

（狄維施）

1785年

庫侖定律

電磁學(xué)進(jìn)入科學(xué)行列

Charles Auguste de Coulom

（庫侖 法國）

1799年

發(fā)明電池

提供較長時(shí)間的電流

Alessandro Graf Volta

（伏打 意大利）

1820年

電流的磁效應(yīng)

（電產(chǎn)生磁）

安培分子電流說

畢奧-薩伐爾定律

Hans Chanstan Oersted

（奧斯特 丹麥）

Andre Marie Ampere

（安培 法國）

Jean-Baptute Biot,Felix Savart

（畢奧，薩伐爾）

1826年

歐姆定律

Georg Simon ohm（歐姆）

1831年

電磁感應(yīng)現(xiàn)象

（磁產(chǎn)生電）

Michael Faraday

（法拉第 英國）

1834年

楞次定律

楞次

1865年

麥克斯韋方程組

建立了電磁學(xué)理論，

預(yù)言了電磁波

Maxwell（麥克斯韋）

1888年

實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波存在

Heinrich Hertz

（赫茲 德國）

1896年

光速公式

Hendrik Anoen Lorentz

（洛侖茲）

謝謝

5.光學(xué)和電磁波之間的關(guān)系是怎樣的

光學(xué)，研究光的性質(zhì)及其和物質(zhì)間的各種相互作用的學(xué)科。

光是電磁波， 雖然可見光的波長范圍在電磁波中只占很窄的一個(gè)波段，但是早在人們認(rèn)識 到光是電磁波以前，人們就對光進(jìn)行了研究。17世紀(jì)的科學(xué)家們對光的本質(zhì)提出了兩種假說：一種假說認(rèn)為光是由許 多微粒組成的；另一種假說認(rèn)為光是一種波動(dòng)。

19世紀(jì)在實(shí)驗(yàn)中確定了光也 有類似于波的干涉現(xiàn)象，以后的實(shí)驗(yàn)證明光是電磁波。20世紀(jì)初又發(fā)現(xiàn)光具 有粒子性，人們在深入研究微觀世界后，才認(rèn)識到光具有波粒二象性。

光可以為物質(zhì)所發(fā)射、吸收、反射、折射和衍射。當(dāng)所研究的物體或空間的大小遠(yuǎn)大于光波的波長時(shí)，光可以當(dāng)作沿直線進(jìn)行的光線來處理；但當(dāng)研究深入到現(xiàn)象細(xì)節(jié)，其空間范圍和光波波長差不多大小的時(shí)候，就必須要考慮光的波動(dòng)性。

而研究光和微觀粒子的相互作用時(shí)，還要考慮光的粒子性。光學(xué)方法是研究大至天體、小至微生物及分子、原子結(jié)構(gòu)非常有效的方法。

利用光的干涉效應(yīng)可以進(jìn)行非常精密的測量。物質(zhì)所放出來的光攜帶著關(guān)于物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要信息。

6.電磁場與電磁波理論 and 數(shù)學(xué)物理方法

基本的預(yù)備知識是麥克斯韋方程組中的四個(gè)方程所涉及的物理學(xué)定律。

庫倫定律，磁場和電場下的高斯定律，法拉第電磁感應(yīng)定律，以及畢奧薩伐爾環(huán)流定律（后來擴(kuò)展成了安培環(huán)流定律。）

物理學(xué)方面的基礎(chǔ)知識就是這些。

主要是數(shù)學(xué)方面的，

需要掌握微積分相關(guān)知識，以及矢量相關(guān)的幾個(gè)簡單的運(yùn)算法則。

掌握一定的解微分方程，偏微分方程的方法（很對公式推導(dǎo)需要）。

基本上地磁場和電磁波理論方面的學(xué)習(xí)就需要這些了。

7.電磁學(xué)理論的基礎(chǔ)知識有哪些

【電動(dòng)力學(xué)】研究電磁運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律的科學(xué)。

它以麥克斯韋方程組和洛侖茲力公式為出發(fā)點(diǎn)，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，結(jié)合有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識，建立完整的電磁理論，分別從宏觀和微觀的角度來闡明各種電磁現(xiàn)象。同量子理論結(jié)合又產(chǎn)生了量子電動(dòng)力學(xué)。

【電子的發(fā)現(xiàn)】19世紀(jì)末，電學(xué)興起，這提供了破壞原子的方法。在低壓氣體下放電，原子被分為帶電的兩部分。

1897年，美國的湯姆遜在研究該兩部分電荷時(shí)，發(fā)現(xiàn)其一帶負(fù)電（稱為電子），而另一個(gè)較重要的部分則帶正電。這一事實(shí)說明原子不再是不可分割的。

1895年，德國的侖琴發(fā)現(xiàn)X光，接著貝克勒爾及居里夫婦相繼發(fā)現(xiàn)放射性元素。放射性元素就是可放出“某些東西”的原子。

這些東西后來被稱為α、β粒子，飛行很快?？纱┩肝镔|(zhì)。

這一穿透能力很快應(yīng)用于探討原子內(nèi)部構(gòu)造的工具，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有時(shí)粒子毫無阻礙地通過，有時(shí)則又發(fā)生猛烈的碰撞。用湯姆遜的原子模型不能解釋。

1911年盧瑟福為了解釋這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出一個(gè)新的原子模型。他證明：原子中帶正電的部分必須集中于一個(gè)非常小而重的原子核里，而電子則如行星繞日般地圍著原子核轉(zhuǎn)動(dòng)，原子核與電子間是有很大空隙的。

用這一模型算出的數(shù)值，證實(shí)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。【場的迭加原理】如果一個(gè)電場由n個(gè)點(diǎn)電荷共同激發(fā)時(shí)，那么電場中任一點(diǎn)的總場強(qiáng)將等于n個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)各自產(chǎn)生場強(qiáng)的矢量和即【電力線】電力線是描述電場分布情況的圖像。

它是由一系列假想的曲線構(gòu)成。曲線上各點(diǎn)的切線方向和該點(diǎn)的電場方向一致，曲線的疏密程度，跟該處的電場強(qiáng)度成正比。

電力線比較形象地表示出電場的強(qiáng)弱和方向。在靜電場中電力線從正電荷開始而終止于負(fù)電荷，不形成閉合線也不中斷。

在渦旋電場中，電力線是沒有起點(diǎn)和終點(diǎn)的閉合線。由于電場中的某一點(diǎn)只有一個(gè)電場方向，所以任何兩條電力線不能相交。

電力線上各點(diǎn)的電勢（電位）沿電力線方向不斷減小?！痉ɡ凇浚‵araday,Michel,1791~1867）法拉第是著名的英國物理學(xué)家和化學(xué)家。

他發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這在物理學(xué)上起了重要的作用。1834年他研究電流通過溶液時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)變化，提出了法拉第電解定律。

這一定律為發(fā)展電結(jié)構(gòu)理論開辟了道路，也是應(yīng)用電化學(xué)的基礎(chǔ)。1845年9月13日法拉第發(fā)現(xiàn)，一束平面偏振光通過磁場時(shí)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象被稱為“法拉第效應(yīng)”。

光既然與磁場發(fā)生相互作用，法拉第便認(rèn)為光具有電磁性質(zhì)。1852年他引進(jìn)磁力線概念。

他主張電磁作用依靠充滿空間的力線傳遞，為麥克斯韋電磁理論開辟了道路，也是提出光的電磁波理論的先驅(qū)，他的很多成就都是很重要的、帶根本性的理論。他制造了世界上第一臺發(fā)電機(jī)。

所有現(xiàn)代發(fā)電機(jī)都是根據(jù)法拉第的原理制作的。法拉第還發(fā)現(xiàn)電介質(zhì)的作用，創(chuàng)立了介電常數(shù)的概念。

后來電容的單位“法拉”就是用他的名字命名的。法拉第從小就熱愛科學(xué)，立志獻(xiàn)身于科學(xué)事業(yè)，終于成為了一個(gè)偉大的物理學(xué)家。

【麥克斯韋】Maxwell James Clerk英國物理學(xué)家（1831~1879）。阿伯丁的馬里查爾學(xué)院和倫敦皇家學(xué)院、劍橋大學(xué)教授，并且是著名的卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的奠基人。

皇家學(xué)會會員。在湯姆遜的影響下進(jìn)行電磁學(xué)的研究，提出了著名的麥克斯韋方程式，這是電磁學(xué)中場的最基本的理論。

麥克斯韋從理論上計(jì)算出電磁波傳播速度等于光速，他認(rèn)為：光就是電磁波的一種形態(tài)。對于統(tǒng)計(jì)力學(xué)、氣體分子運(yùn)動(dòng)論的建立也作出了貢獻(xiàn)。

引進(jìn)了氣體分子的速度分布律以及分子之間相互碰撞的平均自由程的概念。著有《論法拉第力線》、《論物理力線》、《電磁場運(yùn)動(dòng)論》、《論電和磁》、《氣體運(yùn)動(dòng)論的證明》、《氣體運(yùn)動(dòng)論》。

還著有《熱理論》、《物質(zhì)與運(yùn)動(dòng)》等教科書?！境嘧饔谩恳恍┰缙诘慕?jīng)典物理學(xué)者認(rèn)為對于不相接觸的物體間發(fā)生相互作用，如兩電荷之間的作用力以及物體之間的萬有引力都是所謂的“超距作用力”。

這種力與存在于兩物體間的物質(zhì)無關(guān)，而是以無限大速度在兩物體間直接傳遞的。但是，電磁場的傳播速度等于光速的這一事實(shí)說明電的作用力和電場的傳播速度是有限的。

因此“超距作用”論便自然被否定了。實(shí)際上，電磁場就是物質(zhì)的一種形態(tài)，因此不需借助其他物質(zhì)傳遞。

【導(dǎo)體】在外電場作用下能很好地傳導(dǎo)電流的物體叫做導(dǎo)體。導(dǎo)體之所以能導(dǎo)電，是由于它具有大量的可以自由移動(dòng)的帶電粒子（自由電子、離子等）。

電導(dǎo)率在102（歐姆·厘米）-1以上的固體（如金屬），以及電解液等都是導(dǎo)體。金屬和電解液分別依靠自由電子和正負(fù)離子起導(dǎo)電作用。

【自由電荷】存在于物質(zhì)內(nèi)部，在外電場作用下能夠自由運(yùn)動(dòng)的正負(fù)電荷。金屬導(dǎo)體中的自由電荷是帶負(fù)電的電子，因?yàn)榻饘僭又械耐鈱与娮优c原子核的聯(lián)系很弱，在其余原子的作用下會脫離原來的原子而在整塊金屬中自由運(yùn)動(dòng)，在沒有外電場時(shí)這種運(yùn)動(dòng)是雜亂無章的，因此不會形成電流。

在外電場作用下，電子能按一定方向流動(dòng)而形成電流。電解液或氣體中的離子也都是自由電荷。

【束縛電荷】電介質(zhì)中的分子在電結(jié)構(gòu)方面的特征是原子核對電子有很大的束縛力，即使在外電場的作用下，這些電荷也只能在微觀范圍有所偏離。但它。

8.《電磁場與電磁波》考試大綱有哪些

《電磁場與電磁波》考試大綱 一、矢量分析基礎(chǔ) 1。

矢量的基本代數(shù)運(yùn)算； 2。 標(biāo)量場的梯度、矢量場的散度、旋度的物理意義及運(yùn)算，散度定理和斯托克斯定理的意義及應(yīng)用； 3。

亥姆霍茲定理的內(nèi)容及意義。 二、電磁場的基本規(guī)律 1.靜電場、恒定電流場及恒定磁場的基本性質(zhì)和基本方程（微分形式、積分形式、邊界形式及本構(gòu)關(guān)系）； 2。

麥克斯韋方程組（微分形式、積分形式及邊界形式）； 3。 時(shí)變電磁場的矢量位、標(biāo)量位、達(dá)朗貝爾方程； 4。

時(shí)變電磁場的電磁能量密度和能流密度矢量； 5。 時(shí)變電磁場的坡印廷定理，波動(dòng)方程。

三、靜態(tài)場及其邊值問題的解 1.靜態(tài)場中基本物理量的求解； 2。 靜態(tài)場中的位函數(shù)（標(biāo)量電、磁位及矢量磁位）及其微分方程； 3.鏡像法； 4.直角坐標(biāo)、柱坐標(biāo)及球坐標(biāo)中的分離變量法； 5.電阻、電容及電感等電路參數(shù)的計(jì)算； 6。

靜態(tài)場的能量及其計(jì)算。 四、平面電磁波 1.時(shí)諧場及其復(fù)矢量表示法； 2。

波阻抗及平面電磁波的極化； 3.平面電磁波在理想介質(zhì)和導(dǎo)電媒質(zhì)中的傳播規(guī)律； 4.平面電磁波在兩種不同媒質(zhì)平面分界面上的反射和透射規(guī)律； 5.平面電磁波垂直入射到多層媒質(zhì)平面分界面上的問題。 五、電磁波輻射 1.達(dá)朗貝爾方程的解及其物理意義； 2.電偶極子的輻射特性； 3.電與磁的對偶性及磁偶極子的輻射特性； 4。

天線的基本參數(shù)。 參考書目： 《電磁場與電磁波》，謝處方等編，高等教育出版社，2006。