- 电场
静止电荷产生的场表现为对其它带电体有力的作用,这种场称为电场。 - 静电场
不随时间变化的电场称为静电场。 - 磁场
运动电荷(即电流)产生的场表现为对于磁铁和载流导体有力的作用,这种场称为磁场。 - 静磁场
不随时间变化的磁场称为静磁场。 - 时变电磁场
如果电荷或电流均随时间变化,它们产生的电场及磁场也是随时间变化的。
时变的电场和磁场可以相互转化,两者不可分割,构成统一的时变电磁场。 - 电磁波
时变电场与时变磁场之间的相互转化作用,在空间中形成了电磁波。
电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。 - 电磁场与电磁波的物质属性
- 电磁场与电磁波是客观存在的一种物质,因为它具有物质的两种属性:能量和质 量。电磁场与电磁波的质量极其微小,通常只研究两者的能量属性。
- 电磁场与电磁波的存在和传播无需依赖于任何物质。在没有物质存在的真空环境中,电磁场与电磁波的存在和传播会更加“自由”。因此对于电磁场与电磁波而言,真空环境通常被称为“自由空间”。
- 媒质
不依赖人的主观意识而存在的客观实在。
material(物质)=medium(介质,媒质)
conductor(导体)
dielectric(电介质)
semiconductor(半导体)
自由空间是媒质的特例。 - 场与媒质的相互作用
当空间中存在媒质时,在电磁场的作用下媒质中会发生极化与磁化现象,结果在媒质中产生二次电场及磁场,从而改变了媒质中原先的场分布,这就是场与媒质的相互作用现象。 - 电磁场的源
- 电荷及电流是产生电磁场惟一的源。
- 至今,人们尚未发现自然界中存在磁荷及 磁流。然而,有时引入磁荷及磁流的概念是十分有益的,但是,它们仅是假想的。
- 历史回顾
19世纪以前,电、磁现象作为两个独立的物理现象,人们没有发现电与磁的联系。
电磁场理论发展中的重大事件:
1785:库仑定律(电荷相互作用力规律)
1820: 电流磁效应(奥斯特) 、安培力定律(安培)
1831: 电磁感应定律(法拉第)
1863: 位移电流学说,麦克斯韦方程组(麦克斯韦)
1888: 实验证明电磁波存在( 赫兹) - 电磁场与电磁波的应用
- 静电复印、静电除尘以及静电喷漆等技术都是基于静电场对于带电粒子具有力的作用。
- 电磁铁、磁悬浮轴承以及磁悬浮列车等,都是利用磁场力的作用。
- 当今的无线通信、广播、雷达、遥控遥测、微波遥感、无线因特网、无线局域网、卫星定位以及光纤通信等信息技术都是利用电磁波作为媒介传输信息的。