西南交通大学：《电磁场与电磁波》前言

前 电场和磁场 静止电荷产生的场表现为对于带电体有力的作用,这 种场称为电场。不随时间变化的电场称为静电场。 运动电荷或电流产生的场表现为对于磁铁和载流导体 有力的作用,这种物质称为磁场。不随时间变化的磁场 称为恒定磁场

电场和磁场 前 言 运动电荷或电流产生的场表现为对于磁铁和载流导体 有力的作用，这种物质称为磁场。不随时间变化的磁场 称为恒定磁场。 静止电荷产生的场表现为对于带电体有力的作用，这 种场称为电场。不随时间变化的电场称为静电场

电磁浪 如果电荷及电流均随时向改变,它们产生的电场 及磁场也是随时变化的,时变的电场与时变的磁场可 以相互转化,两者不可分割,它们构成统一的时变电 磁场。时变电场与时变磁场之间的相互转化作用,在 空间形成了电磁浪。静电场与恒定磁场相互无关、彼 此独立,可以分别进行研究。因此,本书先讨论静电 场和恒定磁场,然后再介绍时变电磁场

如果电荷及电流均随时间改变，它们产生的电场 及磁场也是随时变化的，时变的电场与时变的磁场可 以相互转化，两者不可分割，它们构成统一的时变电 磁场。时变电场与时变磁场之间的相互转化作用，在 空间形成了电磁波。静电场与恒定磁场相互无关、彼 此独立，可以分别进行研究。因此，本书先讨论静电 场和恒定磁场，然后再介绍时变电磁场。 电磁波

物质属性 电磁场与电磁浪虽然不能亲眼所见,但是客观存 在的一种物质,因为它具有物质的两种重要属性:能 量和质量。但是,电磁场与电磁浪的质量极其微小, 因此,通常仅研究电磁场与电磁浪的能量特性。 电磁场与电磁浪既然是一种物质,它的存在和传播 无需依赖于任何媒质。在没有物质存在的真空环境中 电磁场与电磁浪的存在和传播会感到更加“自由 因此对于电磁场与电磁浪来说,真空环境通常被称为 自由空间

物质属性 电磁场与电磁波既然是一种物质，它的存在和传播 无需依赖于任何媒质。在没有物质存在的真空环境中， 电磁场与电磁波的存在和传播会感到更加“自由” 。 因此对于电磁场与电磁波来说，真空环境通常被称为 “自由空间” 。 电磁场与电磁波虽然不能亲眼所见，但是客观存 在的一种物质，因为它具有物质的两种重要属性：能 量和质量。但是，电磁场与电磁波的质量极其微小， 因此，通常仅研究电磁场与电磁波的能量特性

场与媒质 当空间存在媒质时,在电磁场的作用下媒质中会发 生极化与磁化现象,结果在媒质中又产生二次电场及 磁场,从而改变了媒质中原先的场分布,这就是场与 媒质的相互作用现象。为了研究方便起见,我们先介 绍真空中的电磁场,然后再讨论媒质中的电磁场

当空间存在媒质时，在电磁场的作用下媒质中会发 生极化与磁化现象，结果在媒质中又产生二次电场及 磁场，从而改变了媒质中原先的场分布，这就是场与 媒质的相互作用现象。为了研究方便起见，我们先介 绍真空中的电磁场，然后再讨论媒质中的电磁场。 场与媒质

场与源 电荷及电流是产生电磁场惟一的源。至今,人们 尚未发现自然界中存在磁荷及磁流。然而,有时引入 磁荷及磁流的概念是十分有益的,但是,它们仅是假 想的。研究场与源的关系是电磁理论的基本问题之- 我们将要详述场与源,以及场与媒质之间的关系,并 且给予严格的数学描述

电荷及电流是产生电磁场惟一的源。至今，人们 尚未发现自然界中存在磁荷及磁流。然而，有时引入 磁荷及磁流的概念是十分有益的，但是，它们仅是假 想的。研究场与源的关系是电磁理论的基本问题之一。 我们将要详述场与源，以及场与媒质之间的关系，并 且给予严格的数学描述。 场与源

历史的回顾 公元前600年希腊人发现了摩擦后的琥珀能够吸引微 小物体;公元前300年我国发现了磁石吸铁的现象;后 来,人们发现了地球磁场的存在。1785年法国科学家 库仑(1736-1806)通过实验创建了著名的库仑定律 1820年丹麦人奥斯特(1777-1851)发现了电流产 生的磁场。同年法国科学家安培(1775-1836)计算 了两个电流之间的作用力。1831年英国科学家法拉第 (1791-1867)发现电磁感应现象,创刨建了电磁感应 定律,说明时变磁场可以产生时变电场

历史的回顾 公元前600年希腊人发现了摩擦后的琥珀能够吸引微 小物体；公元前300年我国发现了磁石吸铁的现象；后 来，人们发现了地球磁场的存在。1785年法国科学家 库仑（1736－1806）通过实验创建了著名的库仑定律。 1820年丹麦人奥斯特（1777－1851）发现了电流产 生的磁场。同年法国科学家安培（1775－1836）计算 了两个电流之间的作用力。1831年英国科学家法拉第 （1791－1867）发现电磁感应现象，创建了电磁感应 定律，说明时变磁场可以产生时变电场

重大突破 1873年英国科学家麦克斯韦(1831-1879)提出了 位移电流的假设,认为时变电场可以产生时变磁场,并 以严格数学方程描述了电磁场与波应该遵循的统一规律 这就是著名的麦克斯韦方程。该方程说明了时变电场可 以产生时变磁场,同时又表明时变磁场可以产生时变电 场,因此麦克斯韦预言电磁浪的存在,后来在1887年被 德国物理学家赫兹(1857-1894)的实验证实。在这 个基础上,俄国的波波夫及意大利的马可尼于19世纪末 先后发明了用电磁浪作为媒体传输信息的技术

1873年英国科学家麦克斯韦（1831－1879）提出了 位移电流的假设，认为时变电场可以产生时变磁场，并 以严格数学方程描述了电磁场与波应该遵循的统一规律， 这就是著名的麦克斯韦方程。该方程说明了时变电场可 以产生时变磁场，同时又表明时变磁场可以产生时变电 场，因此麦克斯韦预言电磁波的存在，后来在1887年被 德国物理学家赫兹（1857－1894）的实验证实。在这 个基础上，俄国的波波夫及意大利的马可尼于19世纪末 先后发明了用电磁波作为媒体传输信息的技术。 重大突破

电磁场与浪的应用 静电复印、静电除尘以及静电喷漆等技术都是基于 静电场对于带电粒子具有力的作用。 电磁铁、磁悬浮轴承以及磁悬浮列车等,都是利 用磁场力的作用。 当今的无线通信、广播、雷达、遥控遥测、微波遥 感、无线因特网、无线局域网、卫星定位以及光纤通信 等信息技术都是利用电磁浪作为媒介传输信息的

电磁场与波的应用 当今的无线通信、广播、雷达、遥控遥测、微波遥 感、无线因特网、无线局域网、卫星定位以及光纤通信 等信息技术都是利用电磁波作为媒介传输信息的。 静电复印、静电除尘以及静电喷漆等技术都是基于 静电场对于带电粒子具有力的作用。 电磁铁、磁悬浮轴承以及磁悬浮列车等，都是利 用磁场力的作用

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