电磁场与电磁波学习心得

电磁场与电磁波学习心得电磁场与电磁波的课程已经上了将近一学期。如今整体总结一下我在课堂上学的知识，以及谈谈我对电磁场的认识。提到电磁场， 麦克斯韦方程组首先涌入我的脑筋。麦克斯韦方程组可以说是电磁场理论的根底。本书构造从简到易，首先讲解了一些电磁场的根本规律。真空中电荷周围电场的规律，以及电流周围磁场的根本规律。接着是静态电场的边界条件，即在两种介质的分界面上，电场强度的切向分量是连续的；当两种媒质的分界面上存在自由面电荷，电位移矢量的法向分量是不连续的。在不同磁介质的分界面上一般都存在磁化面电流，在分界面磁感应强度的法向分量是连续的，当分界面上不存在自由面电流时，磁场期间昂度的切向分量是连续的。之后教材带我们正式带进电磁场的世界，为我们讲述了电磁波在无界空间中的传播，以及均匀平面波的反射与投射等相关问题。以下谈谈我对电磁场、电磁波的认识：电磁场由互相依存的电磁和磁场的总和构成的一种物理场。电场随时间变化时产生磁场，磁场随时间变化时又产生电场，两者互为因果。在电磁现象的某些量子特征可以被忽略的范围内，由电场强度 E、电通密度 D、磁场强度H 和磁感应强度B 四个互相有关的矢量确定的，与电流密度和体电荷密度一起表征介质或真空中的电和磁状态的场。在电磁学里，电磁场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互相作用可以用麦克斯韦方程和洛伦兹力定律来描绘电磁场是有内在联络、互相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，不管原因如何，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。时变电磁场与静态的电场和磁场有显著的差异，出现一些由于时变而产生的效应。这些效应有重要应用，并推动了电工技术的开展。法拉第提出的电磁感应定律说明，磁场的变化要产生电场。3 / 3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严密联络。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、外表淬火、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，因此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，从而总结出完好的电磁方程组，即著名的麦克斯韦方程组，描绘了电磁场的分布变化规律。麦克斯韦方程说明，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。时变场在这种互相作用下, 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。电与磁可说是一体两面，变动的电会产生磁，变动的磁那么会产生电。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；当频率渐进步时，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， 太阳与地球之间的间隔 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。个人感悟与理解麦克斯韦方程组在电磁学中和牛顿定律在力学中的地位相当，堪称经典。其物理概念清新，数学构造优美，电磁时空对称，逻辑体系严密的特点令无数科学人啧啧称奇。且适用范围极广， 不仅适用于高速微观领域，其理论更适用于电学，电磁学，光学等等。从麦克斯韦方程组的建立过程中，我可以领悟到， 麦克斯韦的成功绝非偶尔。他的严谨，刻苦，务实，坚毅，正是科研人员最需要的素质。 我们也可以从他的科研方法上看到其蕴含的丰富的物理思想。如麦克斯韦把电场、磁场、流速场类比，使法拉第的科学思想数学化， 为建立电磁场理论过程跨出了重要的一步。 麦克斯韦重视物理实验 , 擅长运用数学工具分析物理问题 , 擅长准确表述科学思想，擅长从实验出发，经过敏锐的观察和考虑，应用娴熟的数学技巧， 经过慎密的分析和推理, 大胆提出假设 , 建立新理论 , 并使其理论承受实验的检验从而形成系统、完好的理论。可见，寻找正确的适用于自己的方法，保持谦逊严谨的科研态度， 务实勤奋的科研作风，定能在科研路上硕果累累。