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论电磁场 绵阳师范学院物理与电子工程学院 学生：张国操 指导老师：叶绍维 摘 要：近代人类对电磁现象进行了系统的研究。在电磁学里，电磁场是一种由带电物体产生的一种物理场。有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称:电场 磁场 电磁场 麦氏方程组 绪论 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。电磁不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射 1静电场方程的建立 1.1静电场的基本现象和基本规律 1.1．1两种电荷 人类对电磁方面最早的认识起源于某些摩擦后的物体能吸引轻小物体，即是摩擦生电。在很早的时候人们就发现了用毛皮摩擦过的琥珀能够吸引轻小物体，像这种物体有了吸引轻小物体的性质，就说它带了电或有了电荷。带电的物体叫带电体。使物体带电叫做起电。 实验证明，所有其它物体，无论用什么方法起电，所带的电荷或者与玻璃棒上的电荷相同或者与橡胶棒上的相同，所以自然界只存在两种电荷，18世纪美国富兰克林提出了正电、负电的概念。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。物体所带电荷数量的多少叫做电荷量，简称电量。测量电量的最简单的仪器是验电器，为了定量测量电荷的多少还可以用静电计来测量。静电计是测量电势的仪器。同种电荷放在一起互相增强，异种电荷放在一起互相抵消。其中，正、负电荷互相完全抵消的状态叫做中和。 1.1．2 场 “场”的概念是法拉第提出的，电磁场是电场和磁场的总和。 对于电荷之间的作用力的性质有两种不同的观点。一种观点认为静电力是超距作用他的传递即不需要媒质也不需要时间。另一种观点认为静电力是物质间的的相互作用。既然电荷Q1处在电荷Q2周围任一点都要受力，说明Q2周围整个空间存在一种特殊的物质,这种物质叫做自由电荷激发的电场。近代物理实验探明场的观点是正确的.?即电场是电荷在其周围所激发的一种特殊的物质，是存在于电荷周围能传递电荷与电荷之间相互作用的一种物理场。我们把相对于观察者静止的电荷所激发的的场称为静电场。　　除了电场宇宙间还存在另一种特殊的场叫做磁场。大量的实验和理论证实磁现象起源于电荷的运动。按照近代理论的观点，电荷在其周围激发电场而运动电荷在其周围激发磁场，与电场一样磁场是由运动电荷所激发的一种特殊物质，是在永磁体或电流周围所发生的一种力场。即凡是磁力所能到达的空间或磁力作用的范围我们把他叫做磁场，把稳恒电流产生的磁场叫静磁场。而严格来说磁场是没有界限而只有强弱之分的力场。与任何力场一样磁场也是能量表现的一种形式。它将一个物体的作用传递给另一个物体而自身的性质不会发生改变。 磁场、电场与实物一样具有能量、?质量、和动量。是物质存在的不同形式。表示，然后根据反复测量的实验数据推算出。罗比逊认为是由实验误差引起的，事实应该是“带电球的作用正好相对于球心之间的距离的平方成反比。” 1773年，英国学者卡文迪什通过实验证明，电力符合距离平方反比公式关系。他得出公式，其中，他的研究已经非常接近正确结果了，可惜他没有及时的公布于世。1879年，麦克斯韦整理他的手稿时得以发现，麦克斯韦用类似于卡文迪什的方法重新做了计算得出。 1777年，法国工程师库伦发明了扭秤，1785年，他用扭转实验得出结论：“带同性电的两球之间的斥力，与该两球中心之间的距离的平方成反比。”根据万有引力定律，两个物体之间的引力与两个物体之间的质量的乘积成正比。库伦认为，两个带电体之间的静电力也毫无疑问地与其电量的乘积成正比。当时并没有度量电量的统一单位，因此无法运用库仑定律计算两个带电体之间的作用力。1839年，德国数学家高斯提出，应当根据库仑定律定义电荷的度量单位，即两个相距为单位长度的相等电荷之间的作用力等于单位力时，这些电荷的电量就定义为单位电荷。有了单位电荷后，才能把库仑定律表示成类似于万有引力定律的形式： （1-1） 库仑定律的建立，使电磁学研究进入了定量化阶段，从而使其开始成为一门真正的科学。 1.2点电荷电场强度 1.2．1 电场 电场强度是描的性质的基本物理量，是个矢量。简称场强。规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。按照这个规定，负电荷在该点受的电场力方向与电场强度方向相反。电场的基本特征是能使其中的受到电场力。 在电场中某观察点的电场强度E等于置于该点的静止电荷q所受的力F与电量q的比。试验电荷q的数值应足够小，不改变它所在处的电场。这样，电场强度就等于每单位正电荷所受的力。，则 (1-2) 它与试探点电荷