北大电磁学王稼军配套课件

北大电磁学王稼军配套课件

制作人：XXX时间：20XX年X月目录第1章电磁学基础第2章静电场第3章磁场第4章电磁感应第5章电磁波第6章实际应用第7章总结与展望01第1章电磁学基础

电磁学概述电磁学是物理学中研究电荷和电荷周围所产生的电场、磁场及它们之间相互作用的一门学科。在电磁学中，电场和磁场是两个重要的概念，它们的相互作用形成了电磁力，是自然界中普遍存在的力之一。电场电场是指某个空间内存在电荷时，该空间内其他点上所受力的大小和性质。定义电场的描述可以通过电场强度来完成，电场强度的概念是电场在空间的某一点上单位正电荷所受的力的大小和方向。描述

磁场磁场是由电荷的运动或电流所产生的，它是一种在空间中能够产生磁力的场。产生0103

02磁场通常用磁感应强度或磁场强度来描述。描述高斯安培定律描述电场强度环流密度的概念，是介质中电流密度的概念。法拉第电磁感应定律描述时间变化的磁场会诱导出感应电动势。麦克斯韦-安培环路定律描述曲线环绕的导线中的电流之代数和等于曲线所围面积上的磁感应强度的磁通总和。麦克斯韦方程组高斯定理描述电场在任意闭合曲面上的电通量与包围该曲面的电荷量之比成正比。电磁现象电磁现象是指电荷和电流所产生的电场和磁场之间的相互作用，是电磁学研究的核心内容之一。电磁现象广泛应用于电磁波传播、电磁感应、电磁能量转换等领域，是现代科学技术的重要基础。

电磁波电磁波是一种横波，由电场和磁场相互垂直振荡而组成。特性电磁波在真空中以光速传播，具有波长和频率两个基本特性。传播电磁波在通信、雷达、医学影像等领域有着广泛的应用。应用

02第2章静电场

静电场基础静电场是指电场中不随时间变化的电场。静电场产生的原因是固定电荷或电荷的分布。在电磁学中，静电场是研究电荷静止时的电场分布和性质的学科。静电场的基础理论奠定了后续电磁学研究的基础。静电场基础静电场的产生固定电荷静电场的特性电荷分布静电场的特点不随时间变化

静电场力和势能静电场中电荷之间的相互作用力是库仑力，与电荷间距离的平方成反比。这种力作用在电荷之间，并且是一个吸引力或者斥力。在静电场中，电势能是指静电力所做的功，表示电荷在电场中移动时所具有的能量。静电场力和势能是电磁学中重要的概念，对于电场中电荷之间的相互作用有着重要的影响。

静电场力和势能电荷之间的相互作用力库仑力静电力所做的功电势能能量转化的过程电场中移动

高斯定律描述电场关系的定理电场中电荷分布0103

02电场面积积分封闭曲面静电场的边界条件静电场的边界条件是指介质界面上的电场强度和法向分量应该相等。在电磁学中，边界条件是研究电场在不同介质中传播时的特性和规律的重要内容。静电场的边界条件决定了介质之间电场的分布和传播。

静电场的边界条件不同介质间的电场介质界面介质界面上的特性电场强度电场传播规律法向分量

03第3章磁场

磁场基础磁场是由电荷运动或电流所产生的一种场，磁场有磁感应强度和磁场强度之分。磁场对周围的磁性物质或电流产生磁力。

安培环路定律电流周围的磁场强度和电流的关系描述关系为研究磁场提供了基础法则重要性用于计算磁场强度的方向和大小应用

毕奥-萨伐尔定律电流元在磁场中受到的磁感应强度描述规律0103

02给出了磁场强度的计算方式数学表达影响因素磁场强度大小物质的磁导率应用领域电磁感应电动机运转

磁场的磁力磁场特点磁场力呈现磁极相互作用磁场力可以是吸引或斥力总结磁场是电荷运动或电流所产生的场，与电场一样是电磁场的一部分。磁场的研究对于理解电磁现象和应用于工程技术都有着重要意义。04第四章电磁感应

电磁感应电磁感应是指磁场的变化会引起电场，电场的变化也会引起磁场。这种相互关联的现象是电磁学中重要的基础概念之一。通过电磁感应，我们可以理解电磁波的传播、发电机的工作原理等重要现象。

法拉第电磁感应定律描述了磁场变化对感应电动势的影响磁通量的变化率与磁场的变化率成正比感应电动势感应电动势方向遵循环电动势规则闭合磁通道

涡旋磁场存在感生电动势具有环路积分为非零值的性质电场强度与磁场变化率成正比随着磁场变化而变化电场方向垂直于磁场方向与磁场变化方向有关涡旋电场磁场变化引起非静态电场导致涡旋电场的产生感应电流引起感应电流产生磁场变化在导体内部产生环绕磁场的电流涡流感应电流遵循安培环路定律闭合回路

总结电磁感应是电磁学中的重要概念，描述了磁场变化导致的电场现象。法拉第电磁感应定律和涡旋电场原理是深入理解电磁感应的关键。感应电流的产生也是电磁学中的重要内容，涉及到磁场与电流的相互作用。掌握电磁感应的原理和应用对于理解电磁学的基础和应用具有重要意义。05第五章电磁波

电磁波基础电磁波是由振荡的电场和磁场通过空间传播的波动。这种波动是在真空中传播的，速度等于光速，具有电磁性。电磁波在自然界和工程技术中都有重要应用。麦克斯韦方程组和电磁波描述了电磁波的传播规律麦克斯韦方程组电磁波本质电场与磁场关系电磁波特性波长和频率等于光速速度电磁波的性质电磁波具有波长、频率、速度等特性。根据波长的不同，电磁波可分为射线、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。

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应用和产生电磁波通讯手机信号卫星通信电磁波应用手机通话通讯领域0103天文观测科研领域02医学影像诊断医疗领域06第6章实际应用

电磁学在生活中的应用电磁学在手机、家电、交通工具等日常生活中有着重要的应用。手机的通讯原理就是建立在电磁学的基础之上，无线电、微波等技术的发展也离不开电磁学的支持。家用电器如电视、冰箱等也都运用了电磁学原理。交通工具的电动化也是电磁学应用的一个重要领域。

电磁学在科学研究中的应用电磁相互作用粒子物理学电磁波观测天文学地球磁场研究地质学

电磁学在工业生产中的应用输电线路设计电力工程半导体生产电子制造磁选工艺矿业开采

电磁学的未来发展随着科技的进步，电磁学的应用领域将不断扩展，为人类带来更多便利和创新。未来随着物联网、人工智能等技术的不断发展，电磁学将在更多领域发挥重要作用，推动科技进步和社会发展。

07第7章总结与展望

电磁学基础知识总结本课程通过介绍电磁学的基础知识、静电场、磁场、电磁感应、电磁波等内容，为学生提供了深入了解电磁学的机会。电磁学作为具有重要物理学科基础的学科，对未来科学发展和工业应用具有重要意义。

电磁学未来展望在光学和粒子物理领域有广泛应用科学研究促进电磁设备和技术的发展技术创新提高生产效率和质量工业生产

感谢王稼军教授在本课程中，王稼军教授提供丰富的电磁学课件，让学生深入探索电磁学的奥秘，为我们打开了新的知识之门。

《电磁学应用与实验》作者：王稼军出版社：科学出版社年份：2018