《电磁波基础与应用》沈建其讲义Chapter1.Introductory.ppt

关于讲义(教材)、教师与考试的交代 讲义(教材)： 本课程内容（自编ppt讲义）： 围绕Maxwell方程讲解电磁波基本知识（沈建其） 电磁波在波导中的应用（马云贵） 电磁波的现代应用与诸专题（何赛灵） 最近十年，根据课程最早开设者的意见，本课程《电磁波基础及应用》配备有中文教材：谢处方、饶克谨《电磁场与电磁波》，高等教育出版社。由于十年来，课程《电磁波基础及应用》内容一直在变革、任课老师也在不断变更，且因学时关系及教材语言等因素，我们所讲内容不一定与谢处方、饶克谨《电磁场与电磁波》书一致，但此书亦可供平时参考。尤其是，该书内容和公式齐备，将来在做研究工作时，可供案头备查公式使用。请在毕业时不要当废纸卖掉，免暴殄天物、天公垂泪。 教师介绍 教师介绍 教师介绍 关于本课程的考试 题型为：判断题、选择题、简答题、计算证明题。 试卷为英文。要求用英文作答, 但用中文作答，不扣分。 总评分：卷面分（占70%），平时分（作业+点名等，占30%） 提醒：要注意平时分。如果平时分得满分（不难），那么卷面分只要拿43即可及格。不及格者，实在无语…… 到目前为止，对于电场而言，静态场（static field）包括：静电场（electrostatic field）与稳恒电场（steady field）。静电场（electrostatic field）与稳恒电场（steady field）的区别在于：前者由静止的电荷产生，使用Coulomb定律可以作计算；在金属导体内不存在静电场（由于静电屏蔽效应，金属导体是一个等势体，内部E=0）。后者可以由电池（如化学电池等）产生，可以在金属导体内部存在，驱动电荷运动形成电流，遵守Ohm定律，稳恒的电场形成稳恒的电流。 注意：静态电场与静态磁场是独立的。静态电场的源是静止的电荷与稳定的电压； 静态磁场的源是稳恒的电流。因为它们是各自独立的，所以我们就有静电学（electrostatics）与静磁学两门分支学科。 以上是不含时（time-independent）的理论，属于库仑，奥斯特，安培，欧姆等人的贡献。 以下我们将涉及含时（time-dependent）电场与含时磁场。这就涉及另两位人物：Faraday(1791-1867)与Maxwell(1831-1879)。(他们均是英国人，都葬在威斯敏斯特教堂，与牛顿比邻) 我们发现：含时的磁场会产生（感应出）电场，含时的电场也会产生磁场。前者是Faraday的贡献（电磁感应定律），后者是Maxwell的贡献（位移电流概念的提出）。 变化的电场与变化的磁场互为感应与传播，这就形成了电磁波。 附录：人类科学史的几次伟大的统一（综合） (1)1660年代，牛顿万有引力定律把天上-人间统一起来。苹果落地与月球绕地的力是同一种，人类有能力认识宇宙天体。哈雷卫星、天王星与海王星的预言（“笔尖上的发现”）。 (2) 1860年代，麦克斯韦将光、电、磁统一起来。光、电、磁有同一本质，是同一事物的各个体现。荡气回肠。 (3)19世纪，热功当量的发现、能量守恒定律的建立，以及热力学与统计力学的发展，发现了热的本质即为运动。 (4) 1905年，爱因斯坦相对论，将时间与空间、物质与能量统一起来。重量级工作。 (5)1925-26年，量子力学，将微观与宏观世界统一起来，彻底革新人类对物质世界的认识。 (6) 1967-68,温伯格、萨拉姆弱电统一理论，将弱相互作用与电磁相互作用统一起来，堪与麦克斯韦工作媲美。1974年，大统一理论，将强、弱、电统一起来。超对称、超大统一、超引力、超弦、M理论(“万物的理论”，接近上帝的心灵了？！)…… * * 《电磁波基础及应用》沈建其讲义 Chapter 1. Introductory Electromagnetics 电磁学导引 (有关历史、人物、应用和方程) 总设计师： 何赛灵 紫金港 光及电磁波研究中心 讲授电磁波的现代应用与诸专题 联系方式： Email：salinghe.hz2@ 沈建其 紫金港 光及电磁波研究中心 讲授Maxwell方程基本知识 联系方式： 紫金港东五221，Email：jqshencn@ 电话马云贵 紫金港 光及电磁波研究中心 讲授波导理论等电磁波应用 联系方式： Email：mayungui@ 概述 105 3 x 1019 10-9 0.1 Gamma Rays 103 - 105 3 x 1017 - 3 x 1019 10-7 - 10-9 10 - 0.1 X-Rays 3 - 103 7.5