《电磁场与电磁波》是符果行编著的一本经典教材,主要涵盖了电磁场理论和电磁波的基本概念、性质及应用。这本书是为大学物理专业或电气工程专业的学生设计的,旨在帮助他们深入理解电磁现象,为未来的学习和工作奠定坚实的理论基础。
一、电磁场理论基础
1. 静电场:由静止电荷产生的场,遵循库仑定律和高斯定理。电场强度E是描述电荷分布对周围空间影响的物理量,电势V描述了电荷在电场中的能量状态。
2. 动电场:当电荷运动时产生,表现为变化的电场。法拉第电磁感应定律阐述了磁场变化如何产生电动势。
3. 磁场:由运动电荷或电流产生,安培环路定理和毕奥-萨伐尔定律描述了磁场的分布规律。
4. 静磁场和动磁场的结合形成了电磁场,麦克斯韦方程组是描述电磁场变化的核心,它统一了电场和磁场的动态关系。
二、电磁波的基本特性
1. 电磁波的定义:由交替变化的电场和磁场构成的波动现象,传播速度等于光速c。
2. 波长与频率:电磁波的波长λ和频率f决定了其在空间的传播特性。它们之间的关系由波速公式c = λf给出,其中c是真空中的光速。
3. 极化:电磁波的电场矢量在传播过程中不断改变方向,形成正弦波形,称为极化。线性极化、圆极化和椭圆极化是常见的极化方式。
4. 电磁波谱:包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等,不同部分有各自的应用领域。
三、电磁波的传播与应用
1. 自由空间传播:电磁波在真空中无阻碍传播,其衰减与距离平方成反比。
2. 介质中的传播:电磁波在不同介质中传播时会发生折射、反射和吸收现象,这些现象解释了天线的设计原理和无线通信的原理。
3. 电磁波的应用:如无线通信、雷达探测、遥感技术、医学成像(如MRI)、光纤通信等,电磁波在现代社会中扮演着不可或缺的角色。
四、符果行编著的优势
符果行教授的《电磁场与电磁波》以其清晰的逻辑结构、丰富的实例和直观的解析,使得复杂的电磁理论变得易于理解。书中的习题和案例有助于读者巩固理论知识,并将理论与实践相结合。
《电磁场与电磁波》是一本全面介绍电磁场和电磁波的教材,对于学习和掌握电磁学知识具有重要的指导价值。通过深入学习,读者可以深化对电磁现象的理解,进一步探索电磁科学的广阔世界。
1