1、1,第16章 电磁场,磁悬浮列车,2,电磁感应现象揭示了电与磁之间的联系和转化，为人类获取电能开辟了道路，引起了一场重大的工业和技术革命。,电流磁场，磁场电流？,经过失败和挫折(18221831)，法拉第终于发现：感应电流与原电流的变化有关，而与原电流本身无关。,在恒定电流的磁场中，导线中无电流法拉第感到迷惑。,3,1831年法拉第总结出以下五种情况都可产生感应电流：变化着的电流，运动着的恒定电流，在磁场中运动着的导体， 变化着的磁场，运动着的磁铁。,4,1832年法拉第发现，在相同的条件下，不同金属导体中产生的感应电流的大小，与导体的电导率成正比。,他认为，当通过回路的磁力线根数(即磁通量)
2、变化时，回路里就会产生感应电流，从而揭示出了产生感应电动势的原因。,他意识到：感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的；即使不形成导体回路，这时不存在感应电流，但感应电动势却仍然有可能存在。,5,16.1 法拉第电磁感应定律 16.2 动生电动势 16.3 感生电动势 16.4 自感和互感 16.5 磁场的能量 16.6 位移电流 16.7 麦克斯韦方程组 16.8 电磁波,第16章 电磁场,作业: 2、3、7、8、10、12、16、17 、 18、24、27。,6,一、电磁感应现象,1 法拉第电磁感应定律,当穿过一个闭合导体回路所包围的面积内的磁通量发生变化时，在导体回路中就有电流产生。
3、这种现象称为电磁感应现象。,回路中所产生的电流称为感应电流。,相应的电动势则称为感应电动势。,7,法拉第于1791年出生在英国伦敦附近的一个小村里，父亲是铁匠，自幼家境贫寒，无钱上学读书。13岁时到一家书店里当报童，次年转为装订学徒工。,在学徒工期间，法拉第除工作外，利用书店的条件，在业余时间贪婪地阅读了许多科学著作，例如化学对话、大英百科全书的电学条目等，这些著作开拓了他的视野，激发了他对科学的浓厚兴趣。,1812年，学徒期满，法拉第打算专门从事科学研究。次年，经著名化学家戴维推荐，法拉第到皇家研究院实验室当助理研究员。在戴维的支持和指导下作了许多化学方面的研究工作。,8,1821年法拉第读
4、到了奥斯特的描述他发现电流磁效应的论文关于磁针上的电碰撞的实验。该文给了他很大的启发，使他开始研究电磁现象。经过十年的实验研究，在1831年，他终于发现了电磁感应现象。,1851年，曾被一致推选为英国皇家学会会长，但被他坚决推辞掉了。1867年8月25日，他坐在书房的椅子上安祥地离开了人世。遵照他的遗言，在他的墓碑上只刻了名字和生死年月。,1833年，法拉第发现了电解定律，1837年发现了电解质对电容的影响，引入了电容率概念。1845年发现了磁光效应，后又发现物质可分为顺磁质和抗磁质等。,9,二、楞次定律判断感应电流的方向（16-1）,闭合回路中感应电流的方向，总是使感应电流的磁场阻碍引起感应
5、电流的磁通量的变化。,判断感应电流的方向,楞次定律实质上是能量守恒定律在电磁感应现象上的具体体现。,感应电流的磁场 阻碍磁通量的变化,10,三、法拉第电磁感应定律,回路中感应电动势的大小与穿过回路的磁通量变化率成正比。,负号表明 的方向与楞次定律判断一致,国际单位制中 k =1,方向的确定：,确定回路的绕行方向；,按右手螺旋法则确定回路面积的正法向；,确定穿过回路面积磁通量的正负；,由i= -d/dt确定：若i 0 ，则i与绕行方向一致;若i0 i与绕行方向相反。,11, 与 L 反向, 与L 同向,电动势方向:,练习：线圈周围突然有磁场存在时，判断其感应电动势方向。,12,利用法拉第电磁感应
6、定律求的关键：求m,若回路由多匝线圈构成，,全磁通,磁链,如果每匝中通过的磁通量都相同,13,例1 空间上均匀的磁场 B= kt (k 0)，方向如图。,求：t 时刻回路中的感应电动势 。,l,a,b,解：,选取回路方向(如图).,?,法1：,法2：,?, 0， 方向与标定回路的方向相反：a b.,14,l,a,b,错误分析,因B为均匀场,注意： B为非均匀场的情况一般应先对空间坐标积分求t时刻回路磁通量,再对时间坐标微分求t 时刻回路中的感应电动势 .,15,磁通可按不同方式变化,感应电动势,:感生电动势,一般情况：磁场变化 同时 回路运动,:动生电动势,磁场变化、回路静止,磁场恒定、回路运
7、动,【思考】非静电力是什么？,16,2 动生电动势,回路或其一部分相对恒定磁场运动，引起穿过回路的磁通变化 动生电动势。,一、动生电动势,【思考】非静电力是什么？,运动导线在磁场中的感应电动势,动生电动势可看成是由洛仑兹力引起的。,非静电场强,【思考】点A、B间的电势差？,17,1)若, = Blv sin, = Blv,特别地，,2)若, = 0,注意两点,1.,2. 电动势是有方向的：,由 决定。,由负极指向正极。,若整个回路都在磁场中运动，回路电动势为：,（16-2）,18,例16.2 一长为L的金属棒在磁场中转动，求当金属棒转到与水平方向成角时, 棒内感应电动势的大小和方向.,解：,首
8、先确定,方向: A O，也即,如果金属棒换成金属圆盘，结果又如何呢？,19,可视为无数长R的铜导线切割磁力线产生动生电动势.,法拉第圆盘发电机的工作原理,a,方向指向盘心.,圆盘转动,通过圆盘的磁通量不变,电动势为0.,常见错误,电源并联,20,二、发电机原理,在匀强磁场内转动的线圈中所产生的电动势是随时间作周期性变化的，这种电动势称为交变电动势。在交变电动势的作用下，线圈中的电流也是交变的，称为交变电流或交流。,21,三、动生电动势与洛仑兹力,通有向上电流的竖直导线以V的速度切割磁感应线,每个电子受的洛仑兹力,对电子做正功,产生动生电动势。,方向沿 ，阻碍导体运动,做负功。,洛仑兹力对电子做
9、功的代数和为零。,结论,I,洛仑兹力的作用并不提供能量，只是传递能量，即外力克服 作功(消耗机械能)，通过 转换为感应电流的能量,实质上表示能量的转换和守恒。,22,一、感生电动势 涡旋电场,若回路不动, 感生电动势,【思考】提供感生电动势的非静电力是什么力?,Maxwell 感生电场（涡旋电场）假设,Maxwell 1861年首先从理论上预言涡旋电场的存在，后被Hertz的电磁波实验所证实。,3 感生电动势,23,变化的磁场要在其周围空间激发一种电场涡旋电场,Maxwell假设：,涡旋电场 Er 的电力线象涡旋一样是无头无尾的闭合线涡旋电场。其对电荷的作用力是产生感生电动势的非静电力。,感生
10、电动势定义为涡旋电场的环流, 即,由电磁感应定律，回路中的感生电动势也可表示为：,关于电场和磁场关系的基本规律,24,感生电动势与动生电动势的比较,区别：有导体存在才可能有动生电动势；但即使没有导体存在，变化的磁场也会在空间激发涡旋状的感生电场，感生电动势同导体的性质、结构和存在与否没有关系，只依赖于磁场随时间的变化。感生电动势反映了感生电场作功的能力。 联系：是电磁感应现象结果的两中不同表现形式，并可相互转化。,25,解： 管内 r R,例. 长直螺线管内部磁场均匀分布，半径为R，,求：螺线管内、外涡旋电场的分布,26,管外 r R,Er =,(r R),(r R),方向由左手螺旋关系确定。
11、,r,R,27,二、涡旋电场的应用,交变电流励磁,第一个1/4周期,洛伦兹力提供向心力,涡旋电场力使其沿切向加速,只要磁极形状合适,电子可在稳定轨道上绕行几十万圈,加速到几百万兆电子伏特.,1 . 电子感应加速器,28,分析电子感应加速器，磁场 径向分布须满足的要求。,感应电场力,径向,切向,29,大块导体中的感应电流称“涡流”。,2 . 涡流,将导体放入变化的磁场中时，由于在变化的磁场周围存在着涡旋的感生电场，感生电场作用在导体内的自由电荷上，使电荷运动，形成涡电流。,越外圈发热越厉害.,30,高频感应炉,在冶金工业中，某些熔化的活泼稀有金属在高温下容易氧化，将其放在真空环境中的坩埚中，坩埚
12、外绕着通有交流电的线圈，对金属加热，防止氧化。,31,2) 电磁炉,在市面上出售的一种加热炊具-电磁炉。这种电磁炉加热时炉体本身并不发热，在炉内有一线圈，当接通交流电时，在炉体周围产生交变的磁场，当金属容器放在炉上时，在容器上产生涡电流，使容器发热，达到加热食物的目的。,电磁炉不能使用诸如玻璃、铝、铜的容器加热食品，应使用导磁性能较好的材料制成的容器，如铁皮锅、铸铁锅、含铁不锈钢锅，以及底部是含铁材料的锅具等。原因是铁是导磁体，磁场可在整个锅底部分（而非只是锅底表面）产生涡流，而铝、铜等金属不导磁，磁场只能在这些金属的表面产生感应电流。,32,3) 用涡电流加热金属电极,在制造电子管、显像管或
13、激光管时，在做好后要抽气封口，但管子里金属电极上吸附的气体不易很快放出，必须加热到高温才能放出而被抽走,利用涡电流加热的方法，一边加热，一边抽气，然后封口。,33,4) 电度表记录电量,电度表记录用电量，就是利用通有交流电的铁心产生交变的磁场，在缝隙处铝盘上产生涡电流，涡电流的磁场与电磁铁的磁场作用，表盘受到一转动力矩，使表盘转动。,34,由于涡电流在导体中产生热效应，在制造变压器时，就不能把铁心制成实心的，这样在变压器工作时在铁心中产生较大的涡电流，使铁心发热，造成漆包线绝缘性能下降，引发事故。,减小涡流的措施：,涡电流的危害,35,感生电场与静电场的区别,静电场 E0,感生电场 Ek,场源
14、,静电荷,变化的磁场,电力线形状,电力线为非闭合曲线,电力线为闭合曲线,Ek,静电场为有源场,感生电场为无源场,36,静电场E0,感生电场Ek,电场的性质,为保守场, 可引入势(能),为非保守场, 不可引入势(能),无旋场！,有旋场！,静电场为有源场,感生电场为无源场,他们间也有共性：具有场物质形式的所有共性；均对电荷有力的作用，且场强定义相同；在导体中，感生电场可引起电荷的积累从而建立静电场。,37,* 闭合路径同时出现动生和感生电动势的情况,通常用法拉第电磁感应定律,来计算闭合路径中的感应电动势。此方法对动生、感生电动势皆适用。注意此方法直接计算得出的是整个回路的感应电动势，它可能是动生与
15、感生电动势的总和。,38,解：选定回路方向,感生电动势,动生电动势,39,另解：,常见错误,40,在实际的电路中，磁场的变化常常是由于电流的变化引起的，因此，把感应电动势直接和电流的变化联系起来是有重要实际意义的。互感和自感现象的研究就是要找出这方面的规律。,41,一、自感,1、自感现象,当线圈中电流变化时，使线圈自身产生感应电动势，叫自感现象.该电动势叫自感电动势.,自感实验现象（16-3）,4 自感和互感,42,2、自感系数和自感电动势,L 的单位(SI): 亨利(H),1H = 1 wb/A,自感系数，,自感电动势的方向： 总是阻碍回路中本身电流的改变。,全磁通与回路的电流成正比：,简称
16、自感或电感,自感系数,与是否通电无关.,L由回路形状、大小，匝数，介质决定。,（16-4）,43,例. 设长直螺线管内部为空气(已知管长为l ,截面积为S，单位长度上的匝数为n),求：自感系数 L,解：,自感系数,特别地，如果螺线管内充满介质 r .,44,例16.5 导线上通有反向电流I(导线内的磁通不计),求：平行导线电感的分布。,解：,单位长度上的电感：,45,1、互感现象（16-5）,当两个载流回路中的电流随时间变化时,它们相互在对方的回路中产生感应电动势的现象称互感现象。,所产生的电动势为互感电动势。,二、互感,46,2、互感系数,线圈 1所激发的磁场通过线圈 2的磁通链数,比例系数
17、M21称为回路2对回路1的互感系数。,同理可得：,M 取决于两回路的几何形状、相对位置、各自的匝数及磁介质的分布。,互感系数，简称互感（16-6）,单位（SI）：亨H,对给定的一对导体回路,47,思考,?,三个线圈中心在一条直线上，相隔的距离很近，如何放置可使它们两两之间的互感系数为零？,48,3、互感电动势,49,*4.自感与互感的关系,可以证明：,k 耦合系数,M,k 由介质情况和线圈1、2的相对位置决定。,在无漏磁的情况下，k = 1.,50,通过互感线圈使能量或信号由一个线圈传递到另一个线圈。,5、互感的应用,（16-7）,由于互感，电路之间会互相干扰。可采用磁屏蔽等方法来减小这种干扰
18、。,例如电源变压器、中周变压器、输入、输出变压器以及电压和电流互感器等。,51,解：C1产生的磁场,例16.6 磁导率为的环形铁芯上绕有两组线圈C1(N1, I1), C2(N2, I2)，求： 两线圈的自、互感系数，以及自互感系数间的关系,C2 产生的磁场为：,C1 对C2的全磁通：,对比自、互感系数可知，,52,5 磁场的能量,断开电源，灯为什么还亮一下？, 线圈中磁场具有能量,一、自感磁能,i : I 0, 自感磁能.,53,二 磁场的能量密度,磁场能量密度,对磁场普遍有效,磁场能量,54,例16.7,求：长为 l 的一段同轴电缆的电感。,解：,55,56,三、互感磁能,i1 : 0 I
19、1,i2 : 0 I2,57,i2 在 L1中产生互感电动势：,电源 1 克服 12 作功：,电源 2 克服 21 作功：,58,思考小结：,1.能量存在器件中 电容器,静电场 稳恒磁场,1.能量存在器件中 电感,2.能量存在场中,2.能量存在场中,电场能量密度,磁场能量密度,电磁场的能量密度,适用于各种电场 磁场,比较磁场能量与静电场能量,59,在恒定电流的磁场中，与闭合回路相“铰链”的电流是闭合电流I，该电流I通过与以L为边界的平面S1，同样也通过与以L为边界的曲面S2。安培环路定理的正确性与曲面形状无关。,6 位移电流,稳恒条件下，,安路环路定理成立,60,问题：在非恒定电流的磁场中，安
20、培环路定理是否依然成立？,在非稳恒条件下，,考虑电容器充放电时的磁场强度沿任何闭合回路L的线积分：,按S1面计算电流,按S2面计算电流,说明安培环路定理不适用于非稳恒的情况。,61,因传导电流在电容器两个极板间中断,使安培环路定理在该情况下不再适用。,麦克斯韦注意到充电时，充电过程中，电荷在极板上不断积累，极板间电场是变化的，,在电容器两极板内：,如果把变化的电场看作为一种等效电流的话,那么整个回路的电流就连续了。,为使安培环路定理具有更普遍意义,麦克斯韦提出位移电流假设：,（16-8）,位移电流密度：,且传导电流I：,62,全电流: 通过某截面的全电流强度等于通过该截面的位移电流强度与传导电
21、流强度的代数和.,全电流总是连续的.,全电流定律,表明位移电流与传导电流按照相同的规律激发磁场。,特别地： I0 = 0 (真空中),位移电流的本质：,变化的电场激发涡旋的磁场。,63,位移电流、传导电流的比较,1. 位移电流具有磁效应,与传导电流相同,2. 位移电流与传导电流不同之处,(1) 产生机理不同,(2) 存在条件不同,位移电流可以存在于真空中、导体中、介质中。,(3) 位移电流没有热效应，传导电流产生焦耳热.,如在真空中位移电流不伴有电荷的任何运动,所以谈不上产生焦耳热.,右手螺旋关系,64,例1. 已知,求： 板间位移电流 板间磁感应强度,解：,65, r R,当 r = R 时
22、，,r R 时，,66,电磁学的进程,证实电磁波的存在赫兹(1888) 建立电磁理论麦克斯韦(1865) 发现磁变电 法拉第(1831) 发明电磁铁 斯特詹(1825) 发现电变磁 奥斯特(1820) 发现磁能吸铁指南 战国时期(前475),67,麦克斯韦在两个假设（涡旋电场、位移电流）的基础上，总结了从库仑到安培、法拉第等人对电磁学的研究成果，归纳出了电磁场的基本方程组。,1862年麦克斯韦预言了电磁波的存在，论证了光是一种电磁波。1888年赫兹用实验证实电磁波的存在。,7 麦克斯韦方程组,麦克斯韦电磁理论的基本思想有两点：,从而导致马可尼首先研制无线电电报装置，开辟了无线电的新纪元。,（1
23、）除静止电荷产生无旋电场外，变化的磁场也产生涡旋电场；,（2）传导电流激发磁场，变化的电场位移电流也激发涡旋磁场。,68,1.电场的高斯定理,（变化的磁场）,2.电场的环路定理,一、电磁学基本规律,69,3.磁场的高斯定理,4.磁场的全电流定理,70,麦克斯韦(1831-1879)集前人之大成，再加上他极富创见的关于感生电场（涡旋电场）和位移电流的假设，建立了一套完整的宏观电磁场理论。,在这一历史过程中， 有偶然的机遇，也有有目的的探索； 有精巧的实验技术，也有大胆的理论独创； 有天才的物理模型设想，也有严密的数学方法应用。,不仅科学地预言了电磁波的存在， 而且揭示了光、电、磁现象的本质的 统
24、一性，完成了物理学的又一次大综合。 这一理论自然科学的成果，奠定了现代的电力工业、 电子工业和无线电工业的基础。,71,理论假设在先，实验检验在后 麦克斯韦在电磁理论方面的杰出贡献在于：他完整而深刻地揭示出变化的磁场可以激发电场、变化的电场又能激发磁场 这一客观规律，从而使人们认识到电场与磁场间互相依存、互相转化的关系, 认识到:电磁场的统一性。,麦克斯韦方程组给出了场与激发场的原因间的整体关系。,人们赞美麦克斯韦方程组象一首美丽的诗 !,72,1879年11月5日，麦克斯韦因病在剑桥逝世，年仅48岁。那一年正好爱因斯坦诞生。科学史上这种巧合还有一次是在1642年，那一年伽里略去世，牛顿诞生。
25、,麦克斯韦电磁场理论使人类对宏观世界的认识达到了一个新的高度，是从牛顿力学到爱因斯坦相对论建立这段时期中物理学史上最重要的理论成果。,自然界存在着四种性质完全不同的力。即，万有引力、电磁力、强力和弱力。这四种力之间是否存在着联系，是否可以从更深的层次统一起来？是否具有共同的本质？,弦理论是在量子场论基础上发展起来的一种新的物理模型，它避免了通常场论中遇到的紫外发散等问题，是当前统一四种相互作用理论的重要尝试。,73,例1 麦克斯韦方程组为,试判断下列结论是包含于或等效于哪一个 麦克斯韦方程式的。 （1）变化的磁场一定伴随有电场； （2）磁感应线是无头无尾的； （3）电荷总伴随有电场。,4,2,
26、1,3,74,赫兹 (1857-1894),赫兹，德国物理学家，生于汉堡。早在少年时代就被光学和力学实验所吸引。十九岁入德累斯顿工学院学工程，由于对自然科学的爱好，次年转入柏林大学，在物理学教授亥姆霍兹指导下学习。1885年任卡尔鲁厄大学物理学教授。1889年，接替克劳修斯担任波恩大学物理学教授，直到逝世。,赫兹在物理学上的主要贡献是发现电磁波。当时人们对电磁理论的认识还很不一致。1879年，亥姆霍兹为柏林科学院设计的重金悬赏中，提出了用实验验证麦克斯韦电磁波的理论和预言。,8 电磁波,75,1886年，赫兹进行了一系列实验：根据电容器经由电火花隙会产生振荡原理，设计出直线型开放振荡器以产生频
27、率极高的电磁振荡（电磁波发生器 ）；又用带火花隙的单线线圈作为检验器。他将一小段导线弯成圆形，线的两端点间留有小电火花隙。因电磁波应在此小线圈上产生感应电压，而使电火花隙产生火花。,赫兹实验,76,他在1888年1月通过驻波方法测出电磁波的速度。办法是在一间空间为158.66m3的暗教室中的墙上钉一块42m2的锌板，用来反射电磁波并与发射波叠加形成驻波。利用小车上的检验器测出波节（无火花）与波腹（火花最强），由此可根据测出的驻波波长与波源频率算出电磁波速度，证明与光波速度一致。,爱因斯坦评价说：“只是等到赫兹以实验证实了麦克斯韦电磁波的存在以后，对新理论的抵抗才被打垮。”可以说，赫兹的卓越实验
28、，为麦克斯韦的理论添上了至关重要的一笔。其后迅速发展起来的无线通讯技术，则是直接受惠于赫兹的无与伦比的实验。,1894年1月1日。因血液中毒在波恩逝世，年仅36岁。为了纪念他的卓越贡献，将频率的单位命名为赫兹。,77,一项伟大的科学成果从发现到为人类所利用，往往需要经过几代人前赴后继的努力。麦克斯韦预言电磁波的存在，但却没有能通过亲手实验证实他的预言；赫兹透过闪烁的火花，第一次证实电磁波的存在，但却断然否认利用电磁波进行通信的可能性。他认为，若要利用电磁波进行通信，需要有一面面积与欧洲大陆相当的巨型反射镜。,马可尼自幼便有广泛的爱好，对电学、机械学、化学都有浓厚的兴趣。13岁便在赫兹证实电磁波
29、存在的论文的启发下，萌发了利用电磁波进行通信的大胆设想。他时而在阁楼上，时而在庭院或农场里进行无线电通信的试验。,78,若要利用电磁波进行通信，马可尼想，假如加强电磁波的发射能力，也许能增大它的传播距离。他思索着，实验着，首先在菜园子里完成了几百米的无线电通讯。他连续干了7年，终于在1894年（20岁）完成了2英里的无线电通讯。在这次实验中，青年马可尼提出了用接地天线的方法来加强电磁波的发射能力。,马可尼经过反复实验，认为用调谐的方法来发射信号和接收信号，可以加强信号的发射与接收。他还认为，提高发射天线和接收天线的高度，就能扩大通讯范围。,电磁波发射与接收装置,79,1897年，马可尼建立了世
30、界上第一家无线电器材公司美国马可尼公司。1898年，英国举行游艇赛，终点是距海岸20英里的海上。都柏林快报特聘马可尼用无线电传递消息，游艇一到终点，他便通过无线电波，使岸上的人们立即知道胜负结果，观众为之欣喜若狂。可以说，这是无线电通信的第一次实际应用。,1909年，马可尼获得诺贝尔物理学奖，这年他才35岁。,马可尼发送第一封无线电报的设备复制品,80,一、电磁波的产生和传播（16-9）,变化的电场、变化的磁场相互激发，相互转化；以一定的速度由近及远地向周围空间传播电磁波。,81,二、电磁振荡,任何能使电场或磁场随时间变化的装置均可作为电磁波源辐射电磁波。,赫兹实验（16-10）,L C振荡电
31、路,电磁波发射必须具备如下条件：, 频率足够高 电路必须开放,82,L C电路中产生角频率 电磁振荡。 通过互感天线角频率的振荡电流。 按麦氏理论电磁波。,电磁波的发射与接收（16-11）,83,三.电磁波的基本性质,在均匀无限大媒质中，若无自由电荷和传导电流再考虑到 D = E，B = H，由麦克斯韦电磁场方程组可解出一维情形 下E(x,t)、H(x,t) 的波动方程,1. 传播速度,真空中,光速,84,2. 横波,3.任一点 周期性变化，同频率、同位相,4. 具有能量,85,以电磁波形式传播的能量辐射能。,2.辐射强度,又称能流密度：,1.能量密度：,坡印廷矢量,能流密度矢量,四、电磁波的
32、能量,86,例. 圆柱形导体长为l，半径为a，电阻为R。,证明：在导体表面上，坡印廷矢量 处处垂直导体表面，且指向导体内部。导体内消耗的焦耳热等于 传递来的能量。,证明：,如图所示,可见，坡印廷矢量处处垂直导体表面，且指向导体内部。,a,l,87,设长为 l 的导体，单位时间内通过截面上的能量,a,l,由此说明导体内消耗的焦耳热正是由 传递来的能量。,88,电能、磁能是分别寓于电场、磁场中的，并不为电荷、电流所携带，电磁能量也是由电磁场来输送的，电流和运动电荷本身并不传送电磁能量。,能量的传输是由电源向外辐射，主要经导体外表面的空间传递，再由负载电阻外部空间进入负载电阻。,连接用的导线电阻可忽
33、略不计时，其内无电场，因而无能流。,欧姆定律微分形式,89,电磁波是变化的电场和磁场在空间交替产生，它的传播不需依赖于任何媒介质；而机械波是机械振动在弹性媒介质中的传播。在真空中不能形成机械波，而电磁波在真空中照样传播。,电磁波和机械波的本质区别？,90,五. 电磁波的分类（16-12）,光波、热辐射、微波、无线电波等都是由振源发出的电磁振荡在空间的传播，这些波叫做电磁波。,六.电磁辐射对身体健康的危害,波长越短频率越高电磁波危害越大,电磁波危害健康证据越来越多,91,长波危害较弱 中波 短波危害较大（波长越短频率越高） 超短波很大（彩电、电脑） 微波极大（手机、微波炉）,2000年，由25位
34、专家组成的“电磁辐射暴露限值国家标准制定联合工作组”开始讨论制定手机辐射标准。工作组的意见始终没能统一。信息产业部、广电总局支持国际上的2瓦/千克的通行标准，倾向于每公斤人体组织手机辐射吸收率为两瓦的标准；而国家环保总局和卫生部，则希望能够制定比国际标准更严格的手机辐射标准，即1瓦/千克。,92,两种观点。一种主要是来自医疗卫生及环保部门的意见，认为手机辐射会提升某些疾病的发生率，如各种癌症。另一种主要来自手机生产厂家和销售商家，认为到目前为止还找不到手机对人体危害的证据。,微波是电磁波的一种，波长范围在 1 mm 到1m之间，国际上规定家用微波炉的微波波长为 122 mm，对应频率为 2450 MHz，选择这个波长主要是为了避免干扰通讯电波。,为什么微波炉产生的微波能快速加热食品呢？,原来微波能容易穿透绝缘物体，但遇到有水份的食物便会使水分子和它一起以相同的频率振荡，振簜中分子与分子互相摩擦，从而产生热量。微波炉产生的微波功率较大，一般从600 W到2000W之间。水分子在微波中每秒振荡24.5亿次，这种振荡几乎是在食物的内外各部分同时发生，因此波加热的食品能够在很短的时间内，把整份食物煮熟。,
