电磁场与电磁波-马冰然[1-8章学习指导含答案] 课后答案.pdf

《电磁场与电磁波》是电气工程和通信工程等领域中的基础课程，主要研究电荷、电流产生的电磁现象以及电磁波的传播特性。马冰然教授的教材为学生提供了深入理解和应用这些理论的基础。以下是该课程涉及的主要知识点： 1. 电磁场基本概念：电磁场是由电荷和电流产生的力场，包括电场和磁场两部分。电场由静止电荷产生，而磁场则由运动电荷（如电流）产生。 2. 高斯定理与安培环路定理：高斯定理阐述了通过任意闭合表面的电场通量与该封闭区域内电荷的代数和之间的关系；安培环路定理则揭示了磁场强度沿闭合路径的线积分与路径内电流的代数和的关系。 3. 法拉第电磁感应定律：法拉第发现，当磁通量改变时，会在电路中产生电动势，这是电磁能转换成电能的基本原理，也是发电机和变压器工作的基础。 4. 麦克斯韦方程组：这是一组描述电磁场动态变化的基本方程，包括四个方程：高斯电场定律、高斯磁场定律、法拉第电磁感应定律和安培环路定律的磁场部分（含麦克斯韦补充项）。 5. 电磁波的产生与传播：当导体中的电流变化时，会产生变化的磁场，进一步引起变化的电场，如此反复，形成电磁波。电磁波以光速传播，不受介质限制，具有横波特性，包括电场分量和磁场分量。 6. 电磁波的性质：电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等不同频段，它们在空气和介质中的传播速度、穿透能力、吸收和反射特性各有差异。 7. 电磁波的频率与波长：电磁波的频率和波长之间遵循公式c=λf，其中c是光速，λ是波长，f是频率。高频率对应短波长，低频率对应长波长。 8. 电磁兼容（EMC）：在电子设备设计中，必须考虑其对外部电磁干扰的抗扰度和自身产生的电磁辐射对其他设备的影响，以确保系统的安全和稳定运行。 9. 电磁波在导体和介质中的衰减：电磁波在不同物质中传播时，会因吸收和散射而发生衰减，影响信号的传输距离和质量。 10. 无线通信中的电磁波应用：无线电通信、卫星通信、雷达探测、遥感技术等都依赖于电磁波的传播特性，通过调制和解调实现信息的传输。 学习《电磁场与电磁波》不仅需要理解基本理论，还需要掌握计算方法，解决实际问题。马冰然教授的课后习题解答可以帮助学生巩固课堂所学，提高分析和解决问题的能力。期末试卷和复习提纲则提供了全面检查和准备考试的重要资源。通过这些资源的学习，学生可以系统地理解和掌握电磁场与电磁波的相关知识，为未来在电气工程和通信工程领域的工作打下坚实的基础。