公式有:
1、库仑定律:F=kQq/r^2。
2、电场强度:E=F/q。
3、点电荷电场强度:E=kQ/r²。
4、匀强电场:E=U/d。
5、电势能:EA=qφA EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}。
6、电势差:Uab=Wab/q。
7、静电力做功:W=qU,U为电荷运动的初、末位置电场的电势差,q为电荷的电量。
8、电容定义式:C=Q/U。
9、电容:C=εS/4πkd。
1831年,麦可·法拉第与约瑟·亨利分别独立地发现了电磁感应──磁场的变化可以生成电场。1865年,詹姆斯·麦克斯韦将电磁学加以整合,提出麦克斯韦方程组,并且推导出电磁波方程。由于他计算出来的电磁波速度与测量到的光速相等,他大胆预测光波就是电磁波。1887年,海因里希·赫兹成功制成并接收到麦克斯韦所描述的电磁波。麦克斯韦将电学、磁学与光学统合成一种理论。
被誉为“电磁学之父”的是麦克斯韦。
一般认为麦克斯韦是从牛顿到爱因斯坦这一整个阶段中最伟大的理论物理学家。1879年他在48岁时因病与世长辞。他光辉的生涯就这样过早地结束了。1865年开始,麦克斯韦辞去了皇家学院的教席,开始潜心进行科学研究,系统地总结研究成果,撰写电磁学专著。麦克斯韦生前没有享受到他应得的荣誉,因为他的科学思想和科学方法的重要意义直到20世纪科学革命来临时才充分体现出来。然而他没能看到科学革命的发生。1879年11月5日,麦克斯韦因病在剑桥逝世,年仅48岁。那一年正好爱因斯坦出生。
电磁学是物理学的一个重要分支,研究电磁现象和电磁场的理论和应用。电磁学的发展对现代社会的科学技术进步起到了重要的推动作用。随着社会的发展,电磁学的专业领域也越来越广泛。下面就让我们一起来了解一下电磁学领域中的专业方向。
电磁场与电磁波专业是电磁学领域中最基础的专业方向之一。该专业主要研究电磁场的性质、产生机理和传播规律,以及电磁波的特性和应用。学生在该专业中将学习电磁学的基本原理和数学方法,掌握电磁场的数值计算和分析方法,培养解决电磁场问题的能力。
电磁场与电磁波专业的毕业生可以从事电磁场仿真与计算、天线设计与测试、电磁兼容性分析等相关工作。在通信、雷达、电子设备等领域有着广泛的应用和发展前景。
电磁测量技术与仪器专业主要研究电磁信号的测量方法和测试仪器的设计与应用。电磁信号的测量是电磁学研究和应用中不可或缺的一环,该专业培养具有电磁测量技术和仪器设计能力的专业人才。
在电磁测量技术与仪器专业中,学生将学习电磁信号测量的原理和方法,掌握电磁测试仪器的设计、制造和调试技术,了解电磁测量领域的最新技术和发展动态。
这一专业的毕业生可以从事电磁测量仪器的研发、应用与维护,以及电磁测量工程的设计与实施。在电力、通信、军事等领域拥有广阔的就业前景。
电磁兼容与电磁干扰专业主要研究电磁干扰的机理和控制方法,以及电磁兼容性的评估与管理。随着电子设备的广泛应用和电磁环境的复杂化,电磁兼容与电磁干扰问题日益凸显。
在该专业中,学生将学习电磁兼容性的基本理论和方法,了解电磁干扰的产生机理和传播规律,掌握电磁干扰控制的技术和策略,熟悉电磁兼容性测试与评估的流程和标准。
毕业生可以在电磁兼容性设计与管理、电磁屏蔽与干扰抑制、电磁环境监测与评估等方面从事相关工作。在电子、通信、航空航天等行业中有着稳定的用人需求。
电磁场与微波技术专业主要研究电磁场在微波波段的传播和应用技术。微波技术作为电磁学的一个重要分支,具有广泛的应用前景。
在电磁场与微波技术专业中,学生将学习电磁场在微波波段的基本特性和应用技术,了解微波器件与微波电路的设计与制造方法,掌握微波通信系统的建立和维护技术。
该专业的毕业生可以从事微波器件与电路的设计与制造、微波通信系统的建设与运营等工作。在通信、航空航天和军事等行业拥有广阔的发展空间。
电磁辐射与电磁防护专业主要研究电磁辐射的产生和控制机理,以及电磁防护的理论和技术。电磁辐射对人类健康和电子设备运行安全具有一定的影响,电磁防护问题日益引起人们的关注。
在电磁辐射与电磁防护专业中,学生将学习电磁辐射及其对人体和设备的危害机理,掌握电磁辐射控制和防护的理论和方法,了解相关标准和法规。
毕业生可以从事电磁辐射与电磁防护工程的设计与管理、电磁防护材料与器件的研发与应用等工作。在环境保护、卫生健康和国家安全等领域具有广阔的就业前景。
电磁学作为物理学的一个重要分支,其专业领域涉及电磁场、电磁波、电磁信号测量与仪器等多个方面。不同专业的学生将学习不同的理论和技术,培养不同的能力和综合素质。
无论是从事基础研究还是工程应用,电磁学专业都有着广泛的发展前景和稳定的就业需求。通过选择适合自己兴趣和能力的专业方向,学生可以在电磁学领域中取得良好的学术成果,为社会的发展和科技进步做出贡献。
在科技飞速发展的时代,电磁学作为一门重要的学科,发挥着巨大的作用。不断的创新思维是推动电磁学发展的关键。本文将探讨电磁学的创新思维,并展望其在未来的应用。
传统的电磁学教育往往局限在基本理论的传授和实验的演示上,学生很少有机会接触到创新思维。然而,电磁学的发展与创新息息相关。只有通过创新思维,我们才能突破传统观念,探索未知的领域。
创新思维在电磁学中的重要性体现在以下几个方面:
如何激发电磁学学习者的创新思维?以下是几种方法:
创新思维在电磁学中的应用案例举不胜举,以下只是其中的一些例子:
1. 电磁感应创新
迄今为止,电磁感应在能源转换和传输领域取得了巨大的创新进展。电磁感应是电磁学的基础原理之一,利用电磁感应原理,我们可以实现如发电、电动机等重要应用。通过新型材料和设计,不断创新电磁感应技术,我们能够提高能源的转化效率,推动清洁能源的发展。
2. 电磁波传输创新
无线通信已经成为现代社会不可或缺的一部分,而电磁波传输技术是实现无线通信的关键。通过创新思维,我们可以开发出更高效、更安全、更稳定的电磁波传输技术,推动通信技术的发展。
3. 电磁辐射影响研究
随着电子设备的广泛使用,电磁辐射对人体健康的影响成为了一个重要的研究问题。通过创新思维,我们可以深入研究电磁辐射的机制,开发出有效的防护措施,减少对人体的不良影响。
电磁学的创新思维在未来将继续发挥重要作用。以下是一些展望:
总之,电磁学的创新思维是推动电磁学发展的关键。我们应该鼓励学生培养创新思维,通过跨学科学习、实践和启发式教学等方法,激发学生的创新潜能。相信在电磁学创新思维的引领下,电磁学将迎来更加美好的未来!
电磁波的发现由于历史上的原因(最早,磁曾被认为是与电独立无关的现象),同时也由于磁学本身的发展和应用,如近代磁性材料和磁学技术的发展,新的磁效应和磁现象的发现和应用等等,使得磁学的内容不断扩大,而磁学在实际上也就作为一门和电学相平行的学科来研究。
电磁学从原来互相独立的两门科学(电学、磁学)发展成为物理学中一个完整的分支学科,主要是基于两个重要的实验发现,即电的流动产生磁效应,而变化的磁场则产生电效应。
这两个实验现象,加上J.C.麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设,奠定了电磁学的整个理论体系,发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。
麦克斯韦电磁理论的重大意义,不仅在于这个理论支配着一切宏观电磁现象(包括静电、稳恒磁场、电磁感应、电路、电磁波等等),而且在于它将光学现象统一在这个理论框架之内,深刻地影响着人们认识物质世界的思想。
电子的发现,使电磁学和原子与物质结构的理论结合了起来,H.A.洛伦兹的电子论把物质的宏观电磁性质归结为原子中电子的效应,统一地解释了电、磁、光现象。
和电磁学密切相关的是经典电动力学,两者在内容上并没有原则的区别。
一般说来,电磁学偏重于电磁现象的实验研究,从广泛的电磁现象研究中归纳出电磁学的基本规律;经典电动力学则偏重于理论方面,它以麦克斯韦方程组和洛伦兹力为基础,研究电磁场分布,电磁波的激发、辐射和传播,以及带电粒子与电磁场的相互作用等电磁问题,也可以说,广义的电磁学包含了经典电动力学。
关于相对论和量子理论对电磁学发展的影响,见相对论电动力学、量子电动力学。
麦克斯韦《电磁论》发表后,由于理论难懂,无实验验证,在相当长的一段时间里并未受到重视和普遍承认。
1879年,柏林科学院设立了有奖征文,要求证明以下三个假设:①如果位移电流存在,必定会产生磁效应;②变化的磁力必定会使绝缘体介质产生位移电流;③在空气或真空中,上述两个假设同样成立。
这次征文成为赫兹进行电磁波实验的先导。
1885年,赫兹利用一个具有初级和次级两个绕组的振荡线圈进行实验,偶然发现:当初级线圈中输入一个脉冲电流时,次级绕组两端的狭缝中间便产生电火花,,赫兹立刻想到,这可能是一种电磁共振现象。
既然初级线圈的振荡电流能够激起次级线圈的电火花,那么它就能在邻近介质中产生振荡的位移电流,这个位移电流又会反过来影响次级绕组的电火花发生的强弱变化。
1886年,赫兹设计了一种直线型开放振荡器留有间隙的环状导线C作为感应器,放在直线振荡器AB附近,当将脉冲电流输入AB并在间隙产生火花时,在C的间隙也产生火花。
实际这就是电磁波的产生、传播和接收。
证明电磁波和光波的一致性:1888年3月赫兹对电磁波的速度进行了测定,并在论文《论空气中的电磁波和它们的反射》介绍了测定方法:赫兹利用电磁波形成的驻波测定相邻两个波节间的距离(半波长),再结合振动器的频率计算出电磁波的速度。
他在一个大屋子的一面墙上钉了一块铅皮,用来反射电磁波以形成驻波。
在相距13米的地方用一个支流振动器作为波源。
用一个感应线圈作为检验器,沿驻波方向前后移动,在波节处检验器不产生火花,在波腹处产生的火花最强。
用这个方法测出两波节之间的长度,从而确定电磁波的速度等于光速。
1887年又设计了“感应平衡器”:即将1886年的装置一侧放置了一块金属板D,然后将C调远使间隙不出现火花,再将金属板D向AB和C方向移动,C的间隙又出现电火花。
这是因为D中感应出来的振荡电流产生一个附加电磁场作用于C,当D靠近时,C的平衡遭到破坏。
这一实验说明:振荡器AB使附近的介质交替极化而形成变化的位移电流,这种位移电流又影响“感应平衡器C”的平衡状态。
使C出现电火花。
当D靠近C时,平衡状态再次被破坏,C再次出现火花。
从而证明了“位移电流”的存在。
赫兹又用金属面使电磁波做45°角的反射;用金属凹面镜使电磁波聚焦;用金属栅使电磁波发生偏振;以及用非金属材料制成的大棱镜使电磁波发生折射等。
从而证明麦克斯韦光的电磁理论的正确性。
至此麦克斯韦电磁场理论才被人们承认。
被人们公认是“自牛顿以后世界上最伟大的数学物理学家”。
至此由法拉第开创,麦克斯韦建立,赫兹验证的电磁场理论向全世界宣告了它的胜利。
电磁学属于物理学这个专业。电磁学属于物理学的经典物理理论。主要内容有:静电场的基本规律、导体周围的静电场、静电场中的电介质、恒定电流和电路、恒定电流的磁场、电磁感应与暂态过程、磁介质、交流电路、时变电磁场和电磁波以及电磁学的单位制等。
本专业学生毕业后可到医疗卫生部门、医疗器械设计与生产部门及其他企事业单位从事各类信息系统和计算机软件系统的应用、设计、开发、维护和评测等工作;也可在医药研究机构、医药高等院校从事科学研究和教学工作。
主要面向电子信息和医学信息类的科研院所、医药卫生单位、生物医学电子信息企业等,从事科研、开发、应用设计制造及设备管理和销售等方面工作。
近年来,物理电磁学教学在高校中备受关注。作为物理学的重要分支,电磁学的教学质量直接关系到学生的专业素养和科研水平。然而,我们在实际的教学过程中发现,存在一些不足之处,值得我们进行反思和改进。
在传统的物理电磁学教学中,往往过于注重理论知识的传授,而忽视了理论与实践的结合。学生只停留在书本知识的层面,缺乏对电磁现象的实际应用的探索和体验。
为了解决这一问题,我们可以加强实验教学环节,让学生亲自动手操作实验设备,观察电磁现象的发生和变化。通过实践,学生能够更好地理解并应用所学的理论知识。同时,我们还可以鼓励学生参与科研项目,让他们亲自设计和实施电磁实验,培养他们的创新能力和实践能力。
物理电磁学的教材内容往往过于抽象,缺乏具体的应用场景和案例。这导致学生学习时难以将理论知识与实际问题相结合,也限制了他们的学习兴趣和动力。
为了改善这一问题,我们可以通过引入实际应用案例,将抽象的理论知识与实际问题相结合。例如,我们可以通过介绍电磁波在通信领域的应用,让学生了解电磁波的重要性和应用前景。同时,我们还可以引导学生进行小组讨论,让他们自己找到相关实际问题,并尝试运用所学知识解决问题。
传统的物理电磁学教学往往是教师单向传授知识,学生 passively receive knowledge. 这种教学方式缺乏互动性和参与性,学生的主动性和创造性未得到有效发挥。
为了提高教学的互动性和参与性,我们可以采用多种教学方法和工具。例如,我们可以通过小组讨论、问题解决等形式,让学生主动参与到教学中来。同时,我们可以借助现代科技手段,如计算机模拟实验、虚拟实验室等,让学生亲身体验电磁学的原理和应用。
在物理电磁学教学中,评价方式往往局限于传统的考试形式,只注重对学生理论知识的测验,忽视了对学生综合能力的评价和培养。
为了更全面地评价学生的学习情况,我们可以引入多样化的评价方式。例如,采用实验报告、学术论文、项目展示等形式,综合评价学生的实践能力、创新能力和表达能力。此外,我们还可以组织学生参加学术竞赛和科研项目,通过实际成果来评价学生的学习效果。
物理电磁学教学反思的目的在于改进教学方法,提高教学质量。通过加强理论与实践的结合,增加教材的可理解性和应用性,提高教学的互动性和参与性,并引入多样化的评价方式,我们能够更好地培养学生的专业素养和科研能力。
就业比较好。可以去相关的研究所或者设计院从事电磁设备的开发以及软件程序的编译,或者从事硬件系统的分析计算和架构,主要以工程师方向发展,在通信,物联网等领域非常有发展前景,人才缺口比较大,就业岗位需求比较多而且待遇也比较高。