关于电磁场的概念

作者&投稿:诺光 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
关于电磁场的概念问题。~

电磁震荡?


电磁场 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。

电磁场与电磁波:
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。

  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(即дD/дt)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。电磁波还有一个重要特点,它的场矢量中有与场源至观察点间的距离成反比的分量。这些分量在空间传播时的衰减远较恒定场为小。按照坡印廷定理,电磁波在传播中携有能量,可以作为信息的载体。这就为无线电通信、广播、电视、遥感等技术开阔了道路。

  似稳电磁场  时变场中不同于静态场的上述一些现象,其显著程度都与频率的高低及设备的尺寸紧密相关。按照实际需要,在容许的近似范围内,对时变场的部分过程可以当作恒定场处理,称之为似稳电磁场或准静态场。这种方法使分析工作大为简化,在电工技术中是行之有效的方法,已为人们所广泛采用。

  交变电磁场与瞬变电磁场  时变电磁场还可以进一步分为周期变化的交变电磁场及非周期性变化的瞬变电磁场。对它们的研究在目的上和方法上有一些各自的特点。交变电磁场在单一频率的正弦式变化下,可采用复数表示以化简计算,在电力技术及连续波分析中应用甚多。瞬变电磁场又称脉冲电磁场,覆盖的频率很宽,介质或传输系统呈现出色散特性,往往需要采取频域、或时序展开等方法进行分析。

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。

由英国伦敦帝国理工大学完成的这项新研究,调查了在工作中因长时间使用电子设备而产生头痛等健康问题的员工。尽管老板们对此很不屑,但新研究表明,这些电磁场会
损害健康。

人们对“电子烟雾”可能对健康产生危害的担心由来已久。去年,英国牛津儿童癌症研究中心报告说,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。

伦敦帝国理工大学的基思·牙米森,绘制出了典型办公室的电磁场图。他说:“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。”
从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是能够释出能量的物体,都会释出电磁波。
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。
电磁辐射是传递能量的一种方式,辐射种类可分为三种:
游离辐射
有热效应的非游离辐射
无热效应的非游离辐射
基地台电磁波 绝非游离辐射波

正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。 电磁波是电磁场的一种运动形态。 在高频电磁振荡的情况下,部分能量以辐射方式从空间传播出去所形成的电波与磁波的总称叫做“电磁波”。在低频的电振荡中,磁电之间的相互变化比较缓慢,其能量几乎全部反回原电路而没有能量辐射出去。然而,在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,能量不可能全部反回原振荡电路,于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去。电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。电磁波的传播有沿地面传播的地面波,还有从空中传播的空中波。波长越长的地面波,其衰减也越少。电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。中波或短波等空中波则是靠围绕地球的电离层与地面的反复反射而传播(电离层在离地面50~400公里之间)。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变,其强度与距离的平方成反比,波本身带动能量,任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。其速度等于光速(每秒3×1010厘米)。光波就是电磁波,无线电波也有和光波同样的特性,如当它通过不同介质时,也会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。在空间传播的电磁波,距离最近的电场(磁场)强度方向相同和量值最大两点之间的距离,就是电磁波的波长。电磁波的频率γ即电振荡电流的频率,无线电广播中用的单位是千赫,速度是c.根据λγ=c,求出λ=c/γ.
电可以生成磁,磁也能带来电,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,所以电磁波也常称为电波。 1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度。 1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后,人们又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的本质完全相同,只是波长和频率有很大的差别。按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是工频电磁波、无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及r射线。

用的波长在10~3000米之间,分长波、中波、中短波、短波等几种。传真(电视)用的波长是3~6米;雷达用的波长更短,3米到几厘米。电磁波有红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。各种光线和射线,也都是波长不同的电磁波。其中以无线电的波长最长,宇宙射线的波长最短。
无线电波 3000米~0.3毫米。
红外线 0.3毫米~0.75微米。
可见光 0.7微米~0.4微米。
紫外线 0.4微米~10毫微米
X射线 10毫微米~0.1毫微米
γ射线 0.1毫微米~0.001毫微米
宇宙射线 小于0.001毫微米




麦克斯韦关于电磁场理论的两大假设是?
麦克斯韦关于电磁场理论的两大假设是“感生电场”和“位移电流”的假说。1、感生电场 感生电场对自由电荷的作用只是一种等效的猜想, 所以涡旋电场是一个虚拟的电场。变化的磁场周围不存在这个涡旋电场,是附加给变化的磁场的。2、位移电流 位移电流是电位移矢量随时间的变化率对曲面的积分。但位移电流只...

电磁场的理论基础内容介绍
本文旨在介绍电磁场的理论基础知识,它源于多年实践经验丰富的电子信息教材,并根据最新的教学大纲进行了修订。课程内容涵盖了一系列关键主题:矢量分析与场论:深入理解基础概念,构建电磁场的理论框架。静电场、恒定电场与恒定磁场:剖析基本概念和性质,阐述它们的内在联系。静态场的解法:掌握求解静态电磁场问题...

什么是场物理和数学上如何定义场
在数学中:场在数学上是指一个向量到另一个向量或数的映射。在物理学中:物理学家认为动量应该存在于场之中。如此的认定让物理学家们相信电磁场是真实的存在,使得场的概念成为整个现代物理学的范式。物理学术语,指某种空间区域,其中具有一定性质的物体能对与之不相接触的类似物体施加一种力。例如,...

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普通高等教育十一五国家级规划教材:电磁场与电磁波目录
以下是普通高等教育十一五国家级规划教材《电磁场与电磁波》目录的概述部分:第1章 引言——波与矢量分析 1.1 概述:介绍了电磁场与电磁波领域的基础知识,包括波的基本概念和特性。1.2 电磁场与电磁波的基本概念:详细讲解了电场强度E与电通量密度D,以及磁通量密度B与磁场强度H的概念。1.2.5 电磁...

什么是麦克斯韦理论?
又由于,稳恒电流可激发磁场 ,变化电场也可激发磁场 ,则一般情况下,空间任一点的磁感强度应该表示为 因此,在一般情况下,电磁场的基本规律中,应该既包含稳恒电、磁场的规律,如方程组(1),也包含变化电磁场的规律,根据麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流的概念,变化的磁场可以在空间激发变化的涡旋...

物理选修哪个简单
物理选修中,电磁学相对较为简单。解释:电磁学概念较为直观。对于高中学生来说,电磁学中的概念如电场、磁场等,相较于光学或者热学的抽象概念更容易理解。这些电磁场的概念在日常生活中有所接触,比如磁铁、电器等,因此学生更容易产生直观的认识。电磁学公式应用较为基础。在物理学习中,公式应用是一大...

电磁学概述
并提出了场和力线的概念,进一步揭示了电与磁的联系.在这样的基础上,麦克斯韦集前人之大成,再加上他极富创见的关于感应电场和位移电流的假说,建立了以一套方程组为基础的完整的宏观的电磁场理论.电磁学内容按性质来分,主要包括"场"和"路"两部分.大学物理偏重于从"场"的观点来进行阐述."场"不同于...

对光折射现象的光子解释和电磁场解释
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电磁场通量与还量概念
通量就是矢量(磁场强度)关于通过面的面积的曲面积分 环量就是矢量(磁场强度)关于所围路径的曲线积分

宁县19762441691: 电磁场是什么
益受硫酸: 电磁场概念: 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. 例如:磁铁的两极就存在磁场,磁场线是一种理想化的理解方法,形象的表示磁场

宁县19762441691: 点磁场的定义是什么? -
益受硫酸:[答案] 在电磁学里,电磁场(electromagnetic field)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.

宁县19762441691: 磁场的具体概念是什么? -
益受硫酸: 对放入其中的小磁针有磁力的作用的物质叫做磁场,磁场是一种看不见,而又摸不着的特殊物质.磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的 由于磁场的作用而产生的力称之为磁场引力 能吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性.磁铁两端磁性强的区域称为磁极,一端称为北极(n极),一端称为南极(s极)

宁县19762441691: 磁场的概念是什么?什么叫磁场 磁场的概念是什么 磁场是无形的吗?为什么人在有磁场的地方想象各种东西眼前就会发生跟自己所想的一样 比如说想有鬼叫... -
益受硫酸:[答案] 磁场 目录·概述 ·电磁场 ·地磁场 ·磁场类型 磁场 概述 magnetic field (简易定义:能够产生磁力的空间存在着磁场.磁场是一种特殊的物质.磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的.) 电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空...

宁县19762441691: 电与磁的概念 -
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宁县19762441691: 什么是电场?什么是磁场?什么是电场强度?只要知道简单的概念即可,不用回答得太复杂.我只要知道它的概念就行了.因为我还没学到,我现在才读初二只... -
益受硫酸:[答案] 1.电场:只要有电荷存在,电荷的周围就存在着电场,电荷之间的相互作用是通过电场发生的. 2.磁场:能够产生磁力的空间. 3.电场强度:电场中某一点的电场强度E 定义为放在该点的静止试验电荷所受的 f与其电量q的比值,即E =F/q.

宁县19762441691: 电场和磁场 本质是什么 有什么属性 -
益受硫酸: 场最原先只是一个数学概念,定义在某空间上的某个量的函数即可称为场,比如温度场(温度随空间位置的函数),流速场(速度随空间位置的函数).最先在电磁学中引入场的概念,只是为个数学处理上的方便(可以应用数学上现有的散度,...

宁县19762441691: 电场的定义 -
益受硫酸:[答案] 电场是自然界中的基本场之一,是电磁场的一个组成部分,以电场强度E与电通密度D来表征,具体表现为对每单位试验电荷的电动力.另外,电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质.电场这种物质与通常的实物不同,它...

宁县19762441691: 电磁学的基本规律有哪些? -
益受硫酸:[答案] 电磁学部分: 1、 基本概念: 电场、电荷、点电荷、电荷量、电场力(静电力、库仑力)、电场强度、电场线、匀强电场、电势、电势差、电势能、电功、等势面、静电屏蔽、电容器、电容、电流强度、电压、电阻、电阻率、电热、电功率、热功...

宁县19762441691: 解释磁场 电场 引力场 的本质 -
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