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1、一、课程性质一、课程性质 电磁场电磁场电磁场电磁场 作为能量的一种形式，是当今世界最重要的能源。作为能量的一种形式，是当今世界最重要的能源。电磁波电磁波电磁波电磁波 作为信息传输的载体，成为当今人类社会发布和作为信息传输的载体，成为当今人类社会发布和获取信息、探测未知世界的重要手段。获取信息、探测未知世界的重要手段。电磁场与电磁波电磁场与电磁波电磁场与电磁波电磁场与电磁波 是是电类专业学生必修的技术基础课。电类专业学生必修的技术基础课。导言导言课程简介课程简介二、电磁理论的发展二、电磁理论的发展 电磁场理论的建立：电磁场理论的建立：1820年，年，丹麦物理学家奥斯特发现电丹麦物理学家奥斯特发现
2、电流周围存在磁场；流周围存在磁场；1831年，年，英国物理学家法拉第发现通过导英国物理学家法拉第发现通过导体回路的磁通发生变化时在回路中产生电流；体回路的磁通发生变化时在回路中产生电流；1864年，年，英国英国物理学家麦克斯韦物理学家麦克斯韦 引入了位移电流的概念，用一组偏微分方引入了位移电流的概念，用一组偏微分方程来表达电磁现象的基本规律，程来表达电磁现象的基本规律，称为麦克斯韦方程组。称为麦克斯韦方程组。电磁场理论的发展：随着科学技术的发展，电磁场理论的发展：随着科学技术的发展，电磁理论得到电磁理论得到了广泛的应用和发展，尤其近三十年来，了广泛的应用和发展，尤其近三十年来，生物电磁学生物电
3、磁学、环境环境电磁学电磁学和和电磁兼容电磁兼容等学科的建立，等学科的建立，向电磁理论提出了许多新向电磁理论提出了许多新的研究课题，使现代电磁理论得到了迅速的发展。的研究课题，使现代电磁理论得到了迅速的发展。生物电磁学生物电磁学是一门新兴学科。其研究内容分为两类：一类是研究是一门新兴学科。其研究内容分为两类：一类是研究生物体特别是人体自身的电磁过程及其与生命活动的关系，例如信生物体特别是人体自身的电磁过程及其与生命活动的关系，例如信鸽就是通过自身的磁场和地球磁场的作用认路；人的心脏在不断的鸽就是通过自身的磁场和地球磁场的作用认路；人的心脏在不断的跳动中也在辐射电磁波；另一类是研究外界电磁场对生物
4、体的作用，跳动中也在辐射电磁波；另一类是研究外界电磁场对生物体的作用，以发现各种电磁场对生物系统的生物学效应，达到服务于人类健康以发现各种电磁场对生物系统的生物学效应，达到服务于人类健康的目的的目的 。环境电磁学环境电磁学主要研究各种电磁污染的来源及其对人类生活主要研究各种电磁污染的来源及其对人类生活环境的影响。电磁污染是指天然的和人为的各种电磁波干扰环境的影响。电磁污染是指天然的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射。和有害的电磁辐射。电磁兼容电磁兼容的定义是：系统或设备在所处的的定义是：系统或设备在所处的电磁环境电磁环境中能正中能正常工作，同时不对其他系统和设备造成干扰。常工作，同时不对其
5、他系统和设备造成干扰。三、电磁理论的应用三、电磁理论的应用 无线电报无线电报:1895年，年，意大利马可尼成功地进行了意大利马可尼成功地进行了2.5公里距公里距离的无线电报传送实验。离的无线电报传送实验。马可尼以其在无线电报等领域的成马可尼以其在无线电报等领域的成就，获得了就，获得了1909年的诺贝尔物理学奖。年的诺贝尔物理学奖。广播广播:1919年年,第一个定时播发语言和音乐的无线电广播电第一个定时播发语言和音乐的无线电广播电台在英国建成。台在英国建成。有线电话有线电话:1876年，美国年，美国A.G.A.G.贝尔在美国建国贝尔在美国建国100周年博览周年博览会上展示了他所发明的有线电话。此
6、后会上展示了他所发明的有线电话。此后,有线电话便迅速普及有线电话便迅速普及开来。开来。电视电视:1931年，世界上第一个全电子电视系统组装成功。年，世界上第一个全电子电视系统组装成功。雷达雷达:1936年，年，英国的瓦特设计的警戒雷达英国的瓦特设计的警戒雷达 最先投入了运最先投入了运行。有效地警戒了来自德国的轰炸机。行。有效地警戒了来自德国的轰炸机。卫星定位技术卫星定位技术:1973年，美国提出年，美国提出了由了由24颗卫星组成的全球颗卫星组成的全球定位系统，即定位系统，即GPS系统系统,它是英文它是英文Global Positioning System 卫星通信技术卫星通信技术:1958年，
7、美国发射低轨卫星成功，这是第一年，美国发射低轨卫星成功，这是第一颗用于通信的试验卫星。颗用于通信的试验卫星。事目的，到事目的，到1994年年3月月,全球覆盖率高达全球覆盖率高达 98。中国也在建设中国也在建设自己的北斗卫星导航系统自己的北斗卫星导航系统,即即CNSS系统，它是英文系统，它是英文 Compass Navigation Satellite System（指南针导航卫星系统）的缩写，（指南针导航卫星系统）的缩写，将在将在 2020 年形成全球覆盖能力。此外，俄罗斯也有全球定位年形成全球覆盖能力。此外，俄罗斯也有全球定位系统系统,即即GLONASS系统系统,它是英文它是英文Global
8、 Navigation Satellite System（全球导航卫星系统）的缩写。（全球导航卫星系统）的缩写。（全球定位系统全球定位系统）的缩写，其主要目的是为军队提供全球性的）的缩写，其主要目的是为军队提供全球性的 导航服务导航服务,并用于情报收集、核爆炸监测和应急通讯等一些军并用于情报收集、核爆炸监测和应急通讯等一些军 课程特点课程特点课程特点课程特点 概念抽象，数学推导繁杂，课时少，理论性强。概念抽象，数学推导繁杂，课时少，理论性强。概念抽象，数学推导繁杂，课时少，理论性强。概念抽象，数学推导繁杂，课时少，理论性强。学习目的学习目的学习目的学习目的 1.1.为后续课程微波技术、电视原理
9、和通信原理为后续课程微波技术、电视原理和通信原理为后续课程微波技术、电视原理和通信原理为后续课程微波技术、电视原理和通信原理 等课程的学习准备必要的理论基础等课程的学习准备必要的理论基础等课程的学习准备必要的理论基础等课程的学习准备必要的理论基础;2.2.直接用电磁场与电磁波理论解释和处理电磁直接用电磁场与电磁波理论解释和处理电磁直接用电磁场与电磁波理论解释和处理电磁直接用电磁场与电磁波理论解释和处理电磁现象。现象。现象。现象。基本要求基本要求基本要求基本要求 1.1.紧跟老师讲课思路，搞清基本概念，做好笔紧跟老师讲课思路，搞清基本概念，做好笔紧跟老师讲课思路，搞清基本概念，做好笔紧跟老师讲课
10、思路，搞清基本概念，做好笔 记，注意解题方法和技巧；记，注意解题方法和技巧；记，注意解题方法和技巧；记，注意解题方法和技巧；2.2.独立完成作业，按时交作业；独立完成作业，按时交作业；独立完成作业，按时交作业；独立完成作业，按时交作业；3.3.不旷课，不迟到，专心致志，坚持到底。不旷课，不迟到，专心致志，坚持到底。不旷课，不迟到，专心致志，坚持到底。不旷课，不迟到，专心致志，坚持到底。现使用教材：现使用教材：主要参考书：主要参考书：冯慈璋冯慈璋 电磁场谢处方谢处方 电磁场与电磁波（第四版）（第四版）周省三周省三 电磁场基本教程导言导言课程简介课程简介电磁场与电磁波电磁场与电磁波 电磁场与电磁波
11、基本内容电磁波电磁波矢量分析矢量分析恒定电磁场恒定电磁场时变电磁场时变电磁场恒定磁场恒定磁场静电场静电场恒定电场恒定电场天线技术天线技术平面电磁波平面电磁波目录第第第第1 1 1 1章章章章 矢量分析矢量分析矢量分析矢量分析第第第第2 2 2 2章章章章 电磁场电磁场电磁场电磁场的基本规律的基本规律的基本规律的基本规律第第第第3 3 3 3章章章章 静态电磁场及其边值问题的解静态电磁场及其边值问题的解静态电磁场及其边值问题的解静态电磁场及其边值问题的解第第第第4 4 4 4章章章章 时变电磁场时变电磁场时变电磁场时变电磁场第第第第5 5 5 5章章章章 均匀平面均匀平面均匀平面均匀平面波在无界空间中的传播波在无界空间中的传播波在无界空间中的传播波在无界空间中的传播 第第第第6 6 6 6章章章章 均匀平面均匀平面均匀平面均匀平面波的反射和透射波的反射和透射波的反射和透射波的反射和透射 第第第第7 7 7 7章章章章 天线技术天线技术天线技术天线技术