电磁场与电磁波(矢量分析)..ppt

电磁场与电磁波ic Fields and Waves
刘军民
信息与通信工程学院
通信技术研究所
办公室:创新园大厦(大黑楼)B-410
TEL:84708474、84706002-2410
Email:******@dlut.
第1章矢量分析
场的概念
标量场梯度
矢量的通量与散度
矢量的环量与旋度
场的重要性质与定理
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矢量场与标量场
一、“场”的基本概念
场
紧张、害怕
课程难学
无时无刻不在与“场”打交道,每时每刻都处于“场”中。
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“场”是遍及一个界定的或者无限扩展空间内的存在着的某种必须予以重视和研究的效应。
1、“场”的物理描述
热效应——温度场
电效应——电场
磁效应——磁场
引力效应——重力场
每天面对
矢量场与标量场
若该效应与时间无关,则该场称为静态场;若该效应与时间有关,则该场称为动态场或时变场。
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“场”是给定区域内各点数值的集合,由此规定了该区域内某一特定量的特征。
2、“场”的数学描述
数学函数
热效应—— T(x,y,z,t)
电效应—— E(x,y,z ,t )
磁效应—— H(x,y,z ,t )
引力效应—— F(x,y,z ,t )
矢量场与标量场
对场的研究就像研究其它数学问题一样,只是函数形式及其求解的难易而已。
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数学是使人类思维走向更高维度的桥梁;
数学是描述宇宙万物的最简洁的语言;
简洁的语言是深奥的理论的源泉;
本课程内容只涉及到四维(三维空间+时间)
矢量场与标量场
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举例
矢量场与标量场
几何图形圆
太阳的简图
+Q
电荷的电场
由左到右,问题越来越复杂,越来越抽象,感觉越来越怕,但是它们都是“场”。
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矢量场与标量场
二、标量与矢量
1、标量:只有大小特征的量。
数学上:实数域中的任何一个数就是一个标量。
物理学:温度(T),密度(d),时间(t)
体积(V)、电压(u)等;
人类对数的认识经过了从简单到复杂,从一维到多维的过程。
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矢量场与标量场
2、矢量:既有大小,又有方向特征的量。
数学上:由多个实数组成的多维向量就是矢量。
物理学:电场( ),磁场( ),速度( )等。
位置( )——矢量
重力( )——矢量
P
温度( )——标量
坐标原点
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矢量场与标量场
3、矢量的表示方法
数学表示:
直角坐标系中矢量函数的数学表达:
矢量的模:
单位矢量:
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