最后更新: 2025-05-26 07:54 查看: 249 次反馈能力测评会员8.2元/月赞助

电磁场与电磁波

现代社会离不开电子通信技术，它的稳定持续发展离不开电磁场与电磁波的应用。北斗卫星导航系统（图 11–34）是我国自行研制的全球卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时提供导航、定位和授时服务，并具有短报文（传送 120 个汉字的短信息）通信能力。北斗卫星导航系统是利用电磁波传递信息的。

![图片](/uploads/2025-05/30a7b3.jpg){width=500px}
 图 11–34  中国北斗卫星导航系统示意图

## 什么是电磁场？什么是电磁波？

19 世纪 60 年代，英国物理学家麦克斯韦（图 11–35）在总结前人对电和磁研究的基础上，将电磁场理论用简洁、对称、完美的数学形式表示出来。经后人整理和改写，确立了经典电磁学主要基础的麦克斯韦方程组，建立了完整的电磁场理论。这个理论不仅说明了当时已知的电磁现象，而且预言了电磁波的存在。 参见[麦克斯韦方程组](https://kb.kmath.cn/kbase/detail.aspx?id=1879)

![图片](/uploads/2025-05/9dabc5.jpg){width=300px}

图 11–35  麦克斯韦（J. C. Maxwell，1831—1879）

麦克斯韦指出：如果在空间某处有交替变化的电场，就会在空间引起交替变化的磁场；这个交替变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的交替变化的电场和磁场……交替变化的电场和磁场相互联系，形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场（electromagnetic field）。电磁场能独立于场源存在，反映了电磁场作为物质存在的一种形式。电磁场并不局限于空间某个区域，而要由近及远向周围空间传播开去。电磁场这样由近及远地传播，就形成电磁波（electromagnetic wave）。

电磁波与我们的生活联系紧密，用仪器可以检测到电磁波信号。如图 11–36 所示，高灵敏度环形线圈两端与微电流传感器相连，再接入计算机，可以检测多种电磁波信号源（如电动机、电动剃须刀等）。如果采集到电磁波，则在显示器上显示出得到的电磁波信号。

![图片](/uploads/2025-05/6823d0.jpg){WIDTH=600PX}
 图 11–36  用微电流传感器检测电磁波
 
 
 
## 电磁波主要有哪些应用？
电磁波的频率范围极为宽广，各个频段都有专门的名称，如无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线等。电磁波在日常生活中有广泛的应用，我们的生活离不开电磁波。

1．卫星通信  
利用人造地球卫星在地面站之间进行通信的系统，称为卫星通信系统，人造卫星相当于离地面很高的中继站。卫星通信（图 11–37）可以在两个或多个地面站之间进行。卫星通信的特点是：通信范围大，只要在卫星发射的电磁波所覆盖的范围内，任何两点之间都可进行通信。

![图片](/uploads/2025-05/59cbe7.jpg){WIDTH=500PX}
 图 11–37  卫星通信
 
 如果一位在中国的用户要与南极洲的科考人员打电话，这个过程就是先通过手机把声音转换为数字信号发射到基站，通过基站把用户电话线路与地面站连通，地面站把电话信号发射到卫星，卫星接到这个信号后经过信号放大再转发到南极洲的地面站，地面站把电话信号取出来，送到科考人员的手机上，手机把数字信号转换成声音。无线电广播、电视节目转播的原理与电话传输相似。
 
 2．微波加热

微波炉是利用电磁波中的微波加热食物的，使用微波炉加热食物快速高效，

免费注册看余下 70%

非VIP会员每天5篇文章，开通VIP 无限制查看

《高等数学》难点解析

高数教程 泰勒公式切线与法线切平面与法平面驻点·拐点·极值点·零点间断点渐进线瑕积分欧拉方程伯努利方程 Abel 收敛定理偏导数的几何意义偏导数的几何意义梯度数量场与向量场多元函数极值拉格朗日算子通量与散度环流量与旋度格林公式高斯公式斯托克斯公式三大公式比较傅里叶级数极坐标微元点法式方程变上限定积分 X型计算面积 Y型计算面积微分的意义渐近线间断点 y''+py'+qy=f(x)方程高斯黎曼傅里叶变换(复数) 拉普拉斯变换(复数)

高等数学测评 函数与极限一元函数微分学一元函数积分学微分方程空间向量与代数多元微分学多元积分学无穷级数

《线性代数》难点解析

线代教程 近世代数对数学的整体思考线性的意义矩阵乘法(列视角) 矩阵乘法(行视角) 矩阵左乘矩阵右乘逆矩阵求解方程组阶梯形矩阵的求法方程组解的判定四阶行列式的计算线性变换的意义线性空间向量组的等价线性空间的几何意义基础解系的求法施密特正交化特征值与特征向量的意义矩阵相似的几何意义矩阵可对角化的理解秩的意义(向量版) 秩的意义(方程版) 二次型的意义

线性代数测评 行列式矩阵向量空间

《概率论与数理统计》难点解析

概率教程 置信区间与上a分位数概率中的“取”与“放” 贝叶斯公式全概率公式泊松分布指数分布伽玛分布二维密度图的意义卷积的意义相关系数的意义 k阶矩是与矩母函数卡方分布的作用单正态区间估计理解假设检验理解切比雪夫不等式中心极限定理

概率统计测评 事件与概率一维随机变量与事件多维随机变量与事件随机变量的数字特征大数定律与中心极限定理统计量与抽样分布参数估计假设检验

上一篇：磁通量电磁感应现象

下一篇：安培力

本文对您是否有用？有用 (0) 无用 (0)