電磁場理論-緒論

電磁場理論主講人：陳鵬信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院緒論電場磁場電磁場大家還可以列舉出那些常見的例子？電磁場無處不在！？‥‥‥有害？有益？電磁場自然人為地磁地質(zhì)雷電無線通訊家用電器工業(yè)軍事醫(yī)療電磁兼容電磁污染地磁地磁產(chǎn)生的原因？形成極光必不可少的條件是大氣、磁場和太陽風(fēng)，缺一不可。來自太陽的帶電粒子到達地球附近，地球磁場迫使其中一部分沿著磁場線集中到南北兩極。當他們進入極地的高層大氣時，與大氣中的原子和分子碰撞并激發(fā)，產(chǎn)生光芒，形成極光。

地質(zhì)地質(zhì)勘探

核磁共振找水儀（通過測量地層水中的氫核來直接找水）、可控源音頻大地電磁法、瞬變電磁勘探方法（人工發(fā)射脈沖，檢測返回的感應(yīng)信號）瓦斯預(yù)測地震預(yù)報瓦斯檢測電磁輻射儀PC1.5m40m6m遼中臺1999年12月29日12時10分岫巖5.4級地震十三陵臺2006年7月4日11時56分24.1秒河北省文安縣發(fā)生5.1級地震一般會提前幾天監(jiān)測到電磁波的異常頻率為0.01Hz-10Hz、40KHz、70KHz為什么天線做這么大？雷電提供電能殺滅細菌清新空氣人身傷害社會資產(chǎn)損失……雷電的頻譜分布在50MHz上下，能量分布則集中在100kHz左右。

無線通訊信息傳遞烽火信號無線電報無線傳呼大哥大GSMCDMA藍牙、wifi、…3G1887年，德國科學(xué)家赫茲作了一個非常有名的實驗證明了無線電波的存在。1895年，意大利的青年大學(xué)生馬可尼。在院子里進行無線電通信試驗獲得成功通信距離為30米。1896年,馬可尼實現(xiàn)了2英里遠的無線電通信。俄國青年教師波波夫也實現(xiàn)了無線電通信。1897年5月18日，橫跨布里斯托爾海峽的無線電通信實驗成功。

馬可尼在英國建立了世界上第一家無線電器材公司——英國馬可尼公司。1901年，英國的無線電報能發(fā)送到大西洋彼岸，當時的天線是用風(fēng)箏牽著的金屬導(dǎo)線。1902年,在英國與加拿大之間正式開通了越洋無線電報通信電路，使國際間電報通信躍入到一個新的階段。格羅斯于1956年首次在一次醫(yī)學(xué)會議上展示尋呼機的原型時，曾遭到多數(shù)與會者的冷眼，因為這些人不希望在打高爾夫球時被打擾。數(shù)十年之后，移動電話和尋呼機得到了廣泛的應(yīng)用，而這些無線設(shè)備幾乎全都起源于他在1956年展示的那部尋呼機原型，所有這些令格羅斯倍感欣慰。1983年，上海開通中國第一家尋呼臺，BP機進入中國。1983年世界上第一臺手機摩托羅拉DynaTAC8000X重2磅，通話時間半小時，銷售價格為3,995美元，是名副其實的最貴重的磚頭。DynaTAC8000X的開發(fā)周期超過了10年。

家用電器電磁爐微波爐家用電腦電視…磁場加熱電場加熱輻射工業(yè)軍事醫(yī)療淬火非金屬干燥（微波可對1－6公分厚的木板進行均勻、快速烘干，干燥只需十幾分鐘）X光（倫琴射線）CT核磁共振

CT就是用電腦分析加強的斷層x線掃描，他的基本原理是x線。

核磁共振(MRI)用的是強外加磁場引起人體中的氫原子產(chǎn)生共振，共振后氫原子產(chǎn)生的磁場經(jīng)過掃描分析后成像的。

永久磁鐵，磁場強度14000G，頻率60MHz；2.電磁鐵，磁場強度23500G，頻率100MHz；3.超導(dǎo)磁鐵，頻率可達200MHz以上，最高可達500～600MHz。頻率大的儀器，分辨率好、靈敏度高、圖譜簡單易于分析。

咖啡爐1mG電飯鍋40mG

傳真機2mG復(fù)印機40mG

電熨斗3mG吹風(fēng)機70mG

錄像機6mG手機100mG

VCD10mG電腦100mG

音響20mG電須刀100mG

電冰箱20mG電熱毯100mG

空調(diào)20mG吸塵器200mG

電視機20mG無繩電話200mG

洗衣機30mG微波爐200mG

F-117隱形戰(zhàn)斗機電磁兼容（EMC）電磁干擾（EMI）電磁抗擾（EMS）手機響的時候影響到音箱軍事上的電子戰(zhàn)手機信號屏蔽器電腦、電磁爐用金屬外殼筆記本電源線磁環(huán)電磁污染射頻影響中頻影響低頻影響高壓線?。?！手機、雷達電視發(fā)射天線生物電磁離子通道北極燕鷗離子通道是一種跨越細胞質(zhì)膜的蛋白質(zhì)，可以感受到電場力的作用。北極燕鷗每年從北極的棲息地飛行1.6萬公里到南半球過冬。電磁場的研究歷史呂氏春秋-慈石召鐵，或引之也（公元前300年）宋代沈括發(fā)現(xiàn)閃電能熔金屬而不熔木料古希臘的泰勒斯發(fā)現(xiàn)摩擦的琥珀能吸引小物體（公元前600年）夢溪筆談-司南庫倫定律安培定律法拉第定律麥克斯韋方程赫茲證實電磁波的試驗…法國物理學(xué)家?guī)靷悾?736-1785年）丹麥學(xué)者奧斯特（1777-1851年）1820年7月發(fā)表《電沖擊對磁針影響的實驗》，引起了畢奧（Biot，1774-1862）、薩伐爾（Savart，1791-1841）和安培（Ampere，1775-1836）的重視和研究。畢奧-薩伐爾的實驗觀測結(jié)合法國數(shù)學(xué)家拉普拉斯的數(shù)學(xué)提煉得出了著名的畢奧-薩伐爾-拉普拉斯定律，即電流周圍產(chǎn)生磁場。安培環(huán)路定律安培在物理思想上走的更遠，認為磁的本質(zhì)是電流，一個磁體是由無數(shù)個小電流環(huán)在有序排列下形成的。并且通過實驗證實了安培環(huán)路定律：磁感應(yīng)強度沿任何閉合環(huán)路L的線積分，等于穿過這個環(huán)路所有電流的代數(shù)和的μ0倍。英國物理學(xué)家法拉第（1791-1867年）法拉第經(jīng)過多次的實驗，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了尋找已久的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。法拉第同時代的德國物理學(xué)家諾依曼（1798-1895）在1845年發(fā)表的論文中，首次給出了法拉第電磁感應(yīng)定律的定量表達式：麥克斯韋其人麥克斯韋（1831-1879）在前人的基礎(chǔ)上，通過提煉物理概念和運用數(shù)學(xué)工具，對電磁知識進行了梳理和構(gòu)想，建立了數(shù)學(xué)形式完備的電磁理論——麥克斯韋方程（英國科學(xué)期刊《物理世界》將其評為最偉大的公式）。其中不僅是對實驗的總結(jié)，還包括豐富的邏輯想象。電磁波——這個人類無法通過感知而建立的概念，就這樣在邏輯推理下建立了，再一次展示了邏輯推理的力量。