電磁場與電磁波

ElectromagneticField&ElectromagneticWave電磁場理論的主要研究領(lǐng)域

理論物理學(xué)的分支電磁

場理論的

主要

研究

領(lǐng)域

無線電技術(shù)理論基礎(chǔ)致力于電磁場的物理屬性、統(tǒng)一場理論、微觀量子電動力學(xué)等的研究致力于電磁場與物質(zhì)的相互作用，新的信息傳輸系統(tǒng)、器件和信息處理與利用的新技術(shù)研究電氣工程學(xué)科的核心致力于電磁場能量的產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換、儲存和應(yīng)用的研究

三大類應(yīng)用問題◆電磁場（或電磁波）作為能量的一種形式，是當(dāng)今世界最重要的能源，其研究領(lǐng)域涉及電磁能的產(chǎn)生、儲存、變換、傳輸和綜合利用◆電磁波作為探測未知世界的一種重要手段，主要研究領(lǐng)域為電磁波與目標(biāo)的相互作用特性、目標(biāo)探測及其特征的獲取雷達成像建模系統(tǒng)（RIMS）海雜波模擬測量試驗系統(tǒng)二、電磁場理論發(fā)展簡史

1．電磁場理論的早期研究電、磁現(xiàn)象是大自然最重要的往來現(xiàn)象，也最早被科學(xué)家們關(guān)心和研究的物理現(xiàn)象，其中貢獻最大的有來頓、富蘭克林、伏打等科學(xué)家。19世紀(jì)以前，電、磁現(xiàn)象作為兩個獨立的物理現(xiàn)象，沒有發(fā)現(xiàn)電與磁的聯(lián)系。但是由于這些研究為電磁學(xué)理論的建立奠定了基礎(chǔ)。2．電磁場理論的建立18世紀(jì)末期，德國哲學(xué)家謝林認(rèn)為，宇宙是有活力的，而不是僵死的。他認(rèn)為電就是宇宙的活力，是宇宙的靈魂；電、磁、光、熱是相互聯(lián)系的。奧斯特是謝林的信徒，他從1807年開始研究電磁之間的關(guān)系。1820年，他發(fā)現(xiàn)電流以力作用于磁針。

麥克斯韋深入研究并探討了電與磁之間發(fā)生作用的問題，發(fā)展了場的概念。在法拉第實驗的基礎(chǔ)上，總結(jié)了宏觀電磁現(xiàn)象的規(guī)律，引進位移電流的概念，提出了一組描述電磁現(xiàn)象的規(guī)律偏微分方程，即麥克斯韋方程組，是經(jīng)典電磁學(xué)的基本方程。3．電磁場理論的應(yīng)用和發(fā)展

1887年，德國科學(xué)家赫茲用火花隙激勵一個環(huán)狀天線，用另一個帶隙的環(huán)狀天線接收，證實了麥克斯韋關(guān)于電磁波存在的預(yù)言，這一重要的實驗導(dǎo)致了后來無線電報的發(fā)明。從此開始了電磁場理論應(yīng)用與發(fā)展時代，成為當(dāng)代最活躍的學(xué)科領(lǐng)域無線電報

1895年，意大利馬可尼成功地進行了2.5公里距離的無線電報傳送實驗。1896年，波波夫進行了約250米距離的類似試驗,1899年,無線電報跨越英吉利海峽的試驗成功；1901年，跨越大西洋的3200公里距離的試驗成功。開始了利用電磁波進行信息傳輸?shù)臅r代。馬可尼以其在無線電報等領(lǐng)域的成就，獲得1909年的諾貝爾獎。電視1884年，德國尼普科夫提出機械掃描電視的設(shè)想，1927年，英國貝爾德成功地用電話線路把圖像從倫敦傳至大西洋中的船上。茲沃霄金在1923年和1924年相繼發(fā)明了攝像管和顯像管。1931年，世界上第一個全電子電視系統(tǒng)出現(xiàn)。雷達（RadioDetectionandRanging）1922年，意大利科學(xué)家G·馬可尼發(fā)表了無線電波能檢測物體的論文，是雷達最早的基本概念。雷達作為一種探測目標(biāo)的電子設(shè)備，產(chǎn)生于二次世界大戰(zhàn)。雷達的英文

RADAR是RadioDetectionAndRanging的縮寫，意為“無線電探測和測距”。1936年，英國的瓦特設(shè)計的警戒雷達最先投入了運行。有效地警戒了來自德國的轟炸機。1938年，美國研制成第一部能指揮火炮射擊的火炮控制雷達。1940年，多腔磁控管的發(fā)明，微波雷達的研制成為可能。1944年，自動跟蹤飛機的雷達研制成功，1945年，能消除背景干擾顯示運動目標(biāo)的顯示技術(shù)發(fā)明,使雷達更加完善。在整個第二次世界大戰(zhàn)期間,雷達成了電磁場理論最活躍的部分。衛(wèi)星定位技術(shù)（NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem－GPS1957年衛(wèi)星發(fā)射成功后，以衛(wèi)星為基地對地球表面及近地空間目標(biāo)的定位和導(dǎo)航成為可能。1958年底，美國開始研究實施這一計劃，于1964年研究成功子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。1973年美國提出了由24顆衛(wèi)星組成的實用系統(tǒng)新方案，即GPS計劃，1990年最終的GPS方案是由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成。三、電磁場理論的主要研究對象

電磁場的基本屬性及其運動規(guī)律場與物質(zhì)的相互作用及信息的提取電磁場系統(tǒng)的計算方法，仿真技術(shù)工程技術(shù)應(yīng)用中的電磁場理論問題四、學(xué)習(xí)的目的、方法及其要求

掌握宏觀電磁場的基本屬性和運動規(guī)律掌握宏觀電磁場問題的基本求解方法了解宏觀電磁場的主要應(yīng)用領(lǐng)域及其原理訓(xùn)練分析問題、歸納問題的科學(xué)方法培養(yǎng)用數(shù)學(xué)解決實際問題的能力縮減內(nèi)容、降