第九章电磁感应和麦克斯韦电磁理论 - HEPG

大学物理:电磁学

2017年5月8日 15:30-17:20 第八章电磁感应和麦克斯韦电磁理论 1

第九章电磁感应和麦克斯韦电磁理论

§9-1 电磁感应及其基本规律§9-2 自感和互感§9-3 磁场的能量§9-4 超导体的电磁特性*§9-5 麦克斯韦电磁理论§9-6 电磁振荡和电磁波




§9-1 电磁感应及其基本规律

§9-1.1 电磁感应定律§9-1.2 感应电动势

§9-1.1 电磁感应定律


磁场是否也能产生电流？

1820年，奥斯特的发现第一次揭示了电流能产生磁场

法拉第通过实验发现：变化的磁场可以在导体回路中产生电流法拉第电磁感应定律

电磁感应现象进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系，其发现是电磁学发展史上的一个重要成就：

为揭示电与磁之间的相互联系和转化奠定了实验基础，促进了电磁场理论的形成和发展；为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。

一、电磁感应现象



法拉第(Michael Faraday 1791—1867)

英国物理学家和化学家。

主要从事电学、磁学、磁光学、电

化学方面的研究，并在这些领域取得了一系列重大发现。他创造性地提出场的思想，是电磁

理论的创始人之一。1831年发现电磁感应现象，后又相

继发现电解定律，物质的抗磁性和顺磁性，以及光的偏振面在磁场中的旋转。



1、电磁感应现象的发现

1820年，奥斯特（Oersted）发现了电流的磁效应

1831年11月24日，法拉第（Faraday）发现电磁感应现象

1834年，楞次（Lenz）在分析实验的基础上，总结出了判断感应电流方向的法则

1845年，诺埃曼（Neumann）借助于安培的分析，从矢量势的角度推出了电磁感应电律的数学形式。



2、电磁感应的几个典型实验

G

N

S

G G

磁场与线圈间有相对运动

磁场与线圈间无相对运动，但磁场变化

线圈处的磁场变化导致回路中产生电流，磁场改变得越迅速，产生的电流也越大

d

dI B

t



B

B

S

导体回路相对于磁场改变面积

导体回路相对于磁场的取向改变

导体回路相对于磁场改变面积或取向导致回路中产生电流，改变得越迅速，产生的电流也越大。

d

dI S

t

2、电磁感应的几个典型实验



感应电动势：由于磁通量的变化而产生的电动势

d

dI B

t

d

dI S

t

d d( ) ( )

d dtBI S

t

Φ

电磁感应现象：通过一个闭合回路所包围的面积的磁通量发生变化时，回路中就有电流产生

感应电流：由于通过回路中的磁通量发生变化，而在回路中产生的电流。

3、电磁感应实验的结论



二、法拉第电磁感应定律

导体回路中感应电动势的大小与穿过该回路的磁

通量的时间变化率成正比。

d

d t

Φ单位:1V=1Wb/s

负号表示感应电动势总是反抗磁通的变化

给出了感应电动势的大小




如果回路有n匝彼此串联的线圈，则总电动势等于各匝线圈所产生的电动势之和。

磁通链数:1 2 3

令每匝线圈的磁通量为 1、 2 、 3

ii

i i

d d d

dt dt dt

d dn

dt dt

若每匝磁通量相同




感应电动势的方向的确定：

Bne

确定回路绕行方向；规定电动势的方向与回路的绕行方向一致时为正。

根据回路的绕行方向，按右手螺旋法则定出回路所包围曲面的正法线方向；

在根据回路所包围曲面的正法线方向，确定磁通量的正负；

根据磁通量变化率的正负来确定感应电动势的方向。



三、楞次定律(Lenz law)

1834年楞次提出一种判断感应电流的方法，再由感应电流来判断感应电动势的方向。

闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化的。

N

S

B

S

I



B

S

感应电流产生的磁场力（安培力），将反抗外力。即可以说外力反抗磁场力做功，从而产生感应电流转化为电路中的焦耳热，这是符合能量守恒规律的。

否则只需一点力开始使导线移动，若洛仑兹力不去阻挠它的运动，将有无限大的电能出现，显然，这是不符合能量守恒定律的。

I

B

LF

LF V

外F

I

楞次定律与能量守恒定律




§9-1 电磁感应及其基本规律

§9-1.1 电磁感应现象§9-1.2 感应电动势

§9-1.2 感应电动势


法拉第电磁感应定律d

d t

Φ

L

B

L

电路中的电动势是由非静电性电场对电荷作功提供的

产生感应电动势的非静电性电场是什么？

按磁通量变化原因的不同分以下两种情况讨论：

1. 稳恒磁场中运动的导体内产生的电动势—动生电动势；

2. 导体不动，因磁场变化产生的电动势—感生电动势



一、动生电动势

导体在磁场中运动所产生的感应电动势。

B

－l

v

f

e

a

b

( )f Be

v

1）运动的导体中的电子受洛伦兹力—非静电力

2)非静电场

D ( B- )=eE f

v

3）动生电动势

b

d ( ) dD DE =l B l

v

εa

b



1. 不要求回路；

2. 在磁场中运动的导体；

3. 导线运动必须切割磁感应线。

一、动生电动势

d ( ) dD DE =l B l

v

产生动生电动势的条件:



二、感生电动势

由于磁场的变化而在回路中产生的感应电动势

感生电场（或涡旋电场）：变化的磁场在其周围空间激发的一种能够产生感生电动势的电场

设涡旋电场的电场强度EW

2. 一段导线ab中产

生的感生电动势 WW db

aE l

1. 闭合回路中产生的感生电动势 WW d

LE l




感生电场与变化磁场的关系

WS S

BB dS

d d

dt dtdS

t

WWL

E dl

电源电动势的定义

电磁感应定律

L SW

BE dl dS

t

(t)

L（不动）

ds ( )B t

S




感生电场的性质：W

L S

BE dl dS

t

0L S

B dl j dS

k

1. 感生电场为非保守场——有旋电场，不存在相应的“势”的概念。

2. 感生电场的电场线是无头无尾的闭合曲线，所以又叫涡旋电场。

3. 感生电场和磁感应强度的变化联系在一起。变化的磁场和它所激发的感生电场，在方向上满足反右手螺旋关系——左手螺旋关系。




感生电场与静电场相比

相同处：

1. 对电荷都有作用力。

2. 若有导体存在都能形成电流。

不相同处：

1. 涡旋电场不是由电荷激发，是由变化磁场激发。

2. 涡旋电场电场线不是有头有尾，是闭合曲线。

C W W( )d d d dL L L S

BE l E E l E l S

t

一般情况下空间总电场（全电场）E = EC +EW



ω

L

Od ( ) dd ll BB

vv

22d d 1

| | | |d 2d 2

L BBL

t t

例1 长为L的导体棒在垂直于均匀磁场的平面上以角

速度沿逆时针方向作匀速转动，求感应电动势？

2

0

1d d

2

L

B l l BL

Bd

o

a

L

或者用法拉第电磁感应定律

dl

解 l 处取棒元dl,由动生电动势公式

动生电动势的方向由端点指向圆心, O点带正电。

l

B



解取沿顺时针方向作为感生电动势

和涡旋电场的标定方向，磁通量

的标定方向则垂直于纸面向里。

r

W

d

dd

L

Φ

tE l

R

O

B

例2 半径为R的柱形区域存在匀强磁场，方向如图。

磁感应强度的大小正以速率(=dB/dt)在增加，求

空间涡旋电场的分布。B



负号表示涡旋电场实际方向与标定方向相反，即沿逆时针方向。

2

在r<R区域作圆形回路， = r2B,

回路各点上的大小都相等，

方向沿圆周的切线

WE

r

R

O

B

W

d

dd

L

Φ

tE l

22 W

dBrE r

dt

2 2W

dBE r r

dt



在r>R区域作圆形回路，磁通量为=R2B

R

O

B r

W

d

dd

L

Φ

tE l

可见，虽然磁场只局限于半径为R的柱形区域，但所激发的涡旋电场却存在于整个空间。

2

W

1

2

RE

r

方向也沿逆时针方向。

2 22 W

dBrE R R

dt




§9-2.1 互感现象§9-2.2 自感现象

§9-2 自感和互感

§9-2.1 互感现象


线圈1中电流的变化引起穿过线圈2的磁通量的变化，在线圈2中产生感应电动势。

线圈 2中产生

的感应电动势

M12 : 线圈1对线圈2的互感系数，简称互感。

122 12 1( )

d dM I

dt dt

=-

根据比奥-萨法尔定律：穿过线圈2的磁通量正比于线圈1的电流I1

12 12 1M I

线圈2

1B

1I

线圈1

§9-2.1 互感现象


同理：当线圈2中电流的变化时，在线圈1中产生感应电动势。

21 21 2M I

线圈2所激发的磁场通过线圈1的磁通量

线圈 1中产生

的感应电动势

M21 : 线圈2对线圈1的互感系数，简称互感。

211 21 2( )

d dM I

dt dt

=-

2B

2I

线圈1 线圈2

§9-2.1 互感现象


在线圈的形状、大小和相对位置保持不变，且周

围不存在铁磁质的情况下，互感M12和M21为常量

12 12

dIM

dt 2

1 21

dIM

dt

2和1称为互感电动势，方向可按照楞次定律确定。

理论和实验都可以证明： M21=M12=M

12 1 21 2MI MI

单位：亨利（H）

1H=1WbA-1=1VsA-1, 1H=103mH=106 H。

§9-2.1 互感现象


影响互感M的因素：

M依赖于线圈的几何形状、大小、匝数和相对位置；如果线圈或周围空间存在磁介质：

如果是铁磁质：M还依赖于介质的磁导率和线圈中的电流；如果是非铁磁质：M还依赖于介质的磁导率

无线电和电磁测量，如电源变压器，中周变压器，输入输出变压器，电压互感器，电流互感器等。

互感应用：

互感危害：电路间互感干扰。

§9-2.1 互感现象


2

1N

S

2NM D

A B感应圈：用两个同轴长直螺线管之间的互感来获得高压。

如图中所示：在硅钢铁心上绕有匝数分别为N1、N2

的两个线圈，且N2>>N1, 由断续器（MD) 将N1与低

压电源连接，接通电源后，断续器使N1中的电流反

复通断，通过互感获得感应电动势，从而在次极线

圈N2中获得达几万伏的高压。

例：汽车和煤气炉的点火器、电警棍等

§9-2.1 互感现象


例9-3 一长度为l的直螺线管横截面积为S，匝数为N1。

在此螺线管的中部，密绕一匝数为N2 的短线圈，假设两

组线圈中每一匝线圈的磁通量都相同。求两线圈的互感。

解如果在线圈1中通以电流I1，则

在线圈中部产生的磁感应强度为

10

NB I

l

在线圈2中产

生的磁通量1 2

2 0

N NN BS SIl

1 2

0

N NM S

I l

1N2N

l




§9-2.1 互感现象§9-2.2 自感现象

§9-2 自感和互感

§9-2.2 自感现象


当一个线圈中的电流变化时，激发的变化磁场引起了线圈自身的磁通量变化，从而在线圈自身产生感应电动势自感电动势。

自感电动势:

穿过线圈的磁通量与线圈电流成正比：

B

I

L：自感系数（简称自感），单位: HL I

( )d LI

dt

当线圈的大小和形状保持不变，且附近不存在铁磁质时，自感L为常量

dIL

dt

§9-2.2 自感现象


自感应用：日光灯镇流器；高频扼流圈；自感线圈

与电容器组合构成振荡电路或滤波电路。

自感危害：电路断开时，产生自感电弧。

日光灯原理：通电后，启辉器辉光放电，金属片受

热形变并互相接触，形成闭合回路，电流流过，日

光灯灯丝加热释放电子。同时，启辉器接通辉光熄

灭，金属片冷却断开，电路切断，镇流器线圈中产

生比电源电压高得多的自感电动势，使灯管内气体

电离发光。

§9-2.2 自感现象


例9-4 一长度为l、截面积为S的长直螺线管，密绕线圈的总匝数为N，管内充满磁导率为的磁介质。求此螺线管的自感。

解在长直螺线圈管内部的磁场可以认为是均匀的，并可以使用无限长螺线管内磁感应强度的公式

NB H I

l

通过每匝磁通量相等，并可表示为

NBS IS

l

N

§9-2.2 自感现象


单位长度上的线圈匝数：n=N/l

自感与线圈的体积成正比，与单位长度上匝数的平方成正比，还与介质的磁导率成正比。

总磁通量:

2NN IS

l

N

=n2I V螺线管的体积：V=Sl

2VL n


2016年9月29日 8:00-9:50 第九章电磁感应和麦克斯韦电磁理论 38


§9- 3 磁场的能量

§9-3 磁场的能量


电容器充电以后储存了能量，当极板

电压为U 时储能为

电场能量密度的一般表示式

从螺绕环磁场能量特例中导出磁

场能量的一般表示式。

2

2

1CUWC

DEw2

1e

与此相似，磁场也具有能量。

t

i

I

O t0 t1 t2

i(t) i' (t)

K1

LR

BX

K2



在从0到t0这段时间可以列出方程 +L=iR

上式两边同乘以idt得

左边是电源作的功，右边第二项是回路中电阻产生的

焦耳热。右边第一项是电源提供给螺绕环的磁场能量。

dt时间内电源提供给螺绕环磁场能量为inlSdB，供给单

位体积的磁场能量则为indB，根据安培环路定理即可求得

环内的磁场强度为H=ni，所以磁场能量密度为

自感电动势写为一般形式 L = d

d

d

d

tnlS

B

tiR

t

BnlS

d

d

B

BHw0

m d

idt=inlSdB+i2Rdt



整个磁场的能量为

这是磁场能量密度的一般表达式，适用于真空和任

何各向同性的磁介质。

对于各向同性的顺磁质和抗磁质，B=0rH，带入上式

得

w H H H BHH

m r rd ( ) 00

021

2

1

2

W w BHm md d

1

2



因为螺绕环的自感可表示为 L= n2lS，带入上式得

可见磁场能量与电路自感相联系，故称为自感磁能。

如果磁心是用各向同性的顺磁质或抗磁质做成的，当电流

达到稳定值I时，磁场能量为

W w lS H lS n I lSm m 1

2

1

2

2 2 2

W LIm 1

2

2



例1 同轴电缆两半径分为别R1和R2，充满磁导率为的

磁介质，内、外圆筒通有反向电流I。求单位长度电缆

的磁场能量和自感系数。

磁场能量也只储存在两圆筒导体之间的磁介质中。

解对于这样的同轴电缆，磁场只

存在于两圆筒状导体之间的磁介

质内，由安培环路定理可求得磁

场强度的大小为 I

r

2R

1R

I l

HI

r

2



可见，电缆自感只决定于自身结构和所充磁介质磁导率。

磁场能量密度为 w HI

rm

1

2 8

2

2

2

2

单位长度电缆的磁场能量为

WW

l

I R

Rm

m ln 2

2

14

长度为l的一段电缆所储存的磁场能量为

W w rl rI l r

r

I l R

RR

R

R

Rm m d

dln

1

2

1

224 4

2 22

1

LW

I

R

R

2

22

2

1

m ln

自感为




§9-5.1 位移电流§9-5.2 麦克斯韦方程组

§9- 5 麦克斯韦电磁理论

§9-5.1 位移电流


麦克斯韦认为高斯定理适用恒静和非恒静情况。

四个方程存在不对称性：变化磁场可以激发电场，变化

的电场不具有与变化的磁场相当的地位。

不对称性与安培环路定理的局限性是同一个问题。

电场环路定理 St

BlE

SL

dd

磁场的高斯定理

安培环路定理

S

SB 0d =

SL

SjlH

dd 0=

dd 0SSD

高斯定理

§9-5.1 位移电流


判断环路是否包围电流的标准，就是看电流与以该环路

为边界的任一曲面是否有奇数个截点，若有就认为环路包

围该电流，否则就不包围该电流。

电流恒定条件(即传导电流的连续性方程)保证穿过任意以

L为边界的曲面的电流都等于传导电流I0 。

传导电流的连续性保证了安培环路定理在恒静情况下的正

确性。

环路L包围电流I0(电流密度为j0)，

对于以同一环路L为边界的任意两

个曲面S1和S2必有

0ddd221 1

000 SSS SSj+Sj=Sj

001

d ISjS

002

d ISjS

§9-5.1 位移电流


在非恒静情况下出现矛盾。例如电容器充电的情形。

可见，在非恒静情况下，对于同一环路L得到了两个不同的

结果。此时安培环路定律不适用。这显然是由于传导电流不连

续导致非恒静条件下出现矛盾。

A

BI

在电容器构成的放电回路中，由安

培环路定理

S2

S1

IL

对曲面S1：0

10 dd ISjlH

SL

sL

SjIlH

dd 0

对曲面S2： 0dd2

0 SLSjlH

��˹Τ��

��˹Τ��

§9-5.1 位移电流


电流连续性方程 VS tt

qSj d

d

d

d

dd 00

将高斯定理代入，得 SS

SDt

Sj

dd

dd0

整理后改写为 0d)( 0 =St

Dj

S

麦克斯韦把称为位移电流密度，把称为全电

流密度，分别用 jd和 j 表示，即t

Dj

0t

D

t

Djjjj

0d0 全电流的连续性，表示传导电流与位

移电流之和连续，在传导电流中断的地方必定有等量位移电流

接续下去。

§9-5.1 位移电流


表示不仅传导电流要激发磁场，位移电流也要激发磁场。

适用于一般情况的

安培环路定理

SLS

t

DjSH

d)(d 0=

右边第二项是极化电荷的变化引起的位移电流。第一项是

电场变化贡献的位移电流，是位移电流的基本组成部分，但

是真空中为位移电流的惟一成分。

t

P

t

E

t

Dj

0d 位移电流

位移电流并不一定与电荷的移动相对应。




§9-5.1 位移电流§9-5.2 麦克斯韦方程组

§9- 5 麦克斯韦电磁理论

§9-5.2 麦克斯韦方程组


以上四个方程式是普遍情况下电磁场所满足的基

本方程式，称为麦克斯韦方程组。

电场环路定理 St

BlE

SL

dd

磁场的高斯定理 S

SB 0d =

VS

SD dd 0

高斯定理

安培环路定理

SLS

t

DjlH

d)(d 0=



处理具体问题时，会遇到电磁场与物质的相互作用，所

以还必须补充描述物质电磁性质的方程式

以上四式只适用于真空和各向同性的介质, 在各向异

性的介质中不成立。

麦克斯韦方程组边界条件：

D1n=D2n , E1t=E2t , B1n=B2n , H1t=H2t

ED

r0 HB

r0 Ej

0

如果还存在非静电性电场，则 )(0 KEj

K



麦克斯韦方程组是研究电磁场问题的可靠的理论工具。

电磁波的实验事实表明，麦克斯韦方程组不仅适用于恒

静的和缓变的电磁场，它对于快速变化的电磁场也是适用

的。

在不同惯性参照系中，麦克斯韦方程有同样的形式。




§9-6.1 从电磁振荡到电磁波§9-6.2 电磁波的主要性质§9-6.3 电磁波的能量§9-6.4 电磁场的动量和光压*§9-6.5 电磁波的波谱

§9- 6 电磁振荡和电磁波

§9-6.1 从电磁振荡到电磁波


变化的电场和变化的磁场互相依存、又互相激发, 并以

有限的速度在空间传播，就是电磁波。

LC振荡电路原则上可作发射电磁波的波源。

电荷和电流随时间作周期性变化的现象，称为电磁振荡。

固有振荡频率为f

LC

1

2

E E E E

HHH HL C



发射电磁波须具备两个条件:

一是振荡频率要高，二是电路要开放。

根据要求对电路进行改造使整个LC振荡电路演变为一

根直导线，电流往返振荡，两端出现正负交替变化的等量

异号电荷，此电路就称为振荡偶极子，或偶极振子(dipole

oscillator) 。

以偶极振子为天线可有效地在空间激发电磁波。

提高频率，须减小线圈自感L和电容C；开放电路，不

让场和能集中在电容器和线圈之中，而要分散到空间去。

ż��ӷ��



磁感应线是以偶极振子为轴、

疏密相间的同心圆，并与电场线互相套连。

离振子的距离r远大于电磁波波长的波场区，波面趋于

球面，电磁场分布比较简单。

距振子中心小于波长的近心区，电磁场分布比较复杂，

可从一条电场线由出现到形成闭合圈并向外扩展的过程

中看出。

ż��ӷ��ĵ

ż��ӷ��ĵ

ż��ӷ��ĵ

ż��ӷ��ĵ

ż��ӷ��ĵ



偶极振子电磁波的波强度(平均能流密度)具有以下规律：(1)

正比于频率四次方，即频率越高，能量辐射越多；(2) 反比于

离开振子中心的距离的平方；(3) 正比于sin2，具有强烈的方

向性，在垂直于轴线的方向上辐射最强，而沿轴线方向的辐射

为零。

以振子中心为球心、轴线为极轴作球面，作为电磁波的波

面。面上任一点A处，场强矢量处于过点A的子午面内，磁

场强度矢量处于过点A并平行于赤道平面的平面内，两者

互相垂直，并且都垂直于点A的位置矢量，即垂直于波的

传播方向。

E

H

r






§9-6.2 电磁波的主要性质


平面电磁波在无限大均匀介质中的传播示意图：

HE

E

H

ƽ��Ų



平面电磁波在无限大均匀介质中的传播示意图：

Ox

y

z

u

E

H

ƽ��Ų



平面电磁波有如下性质：

(5) 电磁波传播速度，真空中 , 与

真空中的光速相同。

1v c

1

0 0

(1) 电磁波是横波，电矢量和磁矢量都与传播方向

相垂直；

B

E

(4) 电矢量和磁矢量的振幅成比例，波线上同一点

瞬时值之间满足同样的比例；

E

B

(3) 电矢量和磁矢量的振动同相位；B

E

(2) 电矢量与磁矢量互相垂直，并与传播方向满

足右螺旋关系；

k

B

E






§9-6.3 电磁波的能量


前面讨论了电场的能量和磁场的能量，其能量密度为

2

e ε2

1Ew

2

m μ2

1Hw

2

2

me μ2

1ε

2

1HEwww

在电场和磁场同时存在的空间，总能量密度应为

电磁场的能量密度

波动中能流和能流密度对电磁波同样是适用的。

用单位时间内通过垂直于传播方向单位面积的能量，表示电

磁波的能流密度。 S = wv

)ε

μ

μ

ε(

2

1)μ

2

1ε

2

1(

εμ

1 2222 HEHES

§9-6.3 电磁波的能量


能流密度矢量(energy flux density)是单位时间内通过边界

面单位面积流动的电磁能，又称坡印亭矢量，表示为

HES

表示电磁波的瞬时能流密度

其在一个周期内的平均值，即平均能流密度，也称为波的

强度。对于简谐

平面波，平均能流密度为S E H

1

20 0

电磁波中的电矢量和磁矢量与波的传播方向

构成右旋系，上式表示与电矢量和磁矢量也构成右

旋系，所以与同方向。这就是说，电磁场能量总是伴随

着电磁波向前传播的。

E

H

k

S

E

H

S

k






§9-6.4 电磁场的动量和光压*


根据量子理论，电磁波具有波粒二象性，能量由许多

分立的、以光速运动的光子所携带。

光子能量E=h，h=6.62617610-34 Js，为普朗克常量。

根据相对论的质能关系，光子能量 E=mc2

动量密度为单位体积的动量，即 gw

c

S

c

2

mE

c

h

c

2 2

光子质量

c

h

c

Emcp

光子动量

Sc

=g

2

1动量密度矢量方向与波传播方向和能流密度矢量

方向一致，故可表示为

S



既然电磁波具有动量，就会产生压力作用。光也这样，已被

列别捷夫在1901年进行的光压实验所证实。

物体表面所受电磁波的压强为

其大小为 G =( + ) ctg入g反

物体表面所受

冲力大小

F

G

t g入

g反( ) c

pF

c ( ) ( )g入 g反

1

cS入 S反

物体的动量改变量为

电磁波在t 内动量改变量 � ΣtcggG )( 入反

ΣtcggG )( 反入



其中和分别是入射电磁波和反射电磁波的能流密度

矢量的大小。对于全反射， = ，物体表面所受压强为

S入 S反

S入S反

pc

Sc

EH 2 2

入

平均压强指物体表面所受压强在一个周期内的平均值

pc

E H1

0 0

对于全吸收， = 0，物体

表面所受压强为

S反p

cS

cEH

1 1入

平均压强为 pc

E H1

20 0






§9-6.5 电磁波的波谱


108 106 104 102 10-0 10-2 10-4 10-6 10-8 10-10 10-12 10-14 10-16

波长(m)

100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024

频率(Hz)

长无线电波短无线电波

调幅、频波、电视波

可见光

红外、紫外线

γ 射线

X 射线

真空中电磁波具有相同的传播速度。将各种电磁波按照频

率或波长的大小顺序排列起来就形成了电磁波的波谱。

)m10m10nm1( 39 μ

§9-6.5 电磁波的波谱


(1) 无线电波：波长处于3km1mm之间，3km50m中波波

段，50m10m短波波段, 10m1mm微波波段。常用于广播、

电视、通讯和雷达。

(2) 红外线：波长处于十分之几毫米至760nm之间。红外线

具有显著的热效应，因此也称为热线。

(3) 可见光：波长处于760nm400nm之间；(4) 紫外线：波长

处于400nm5nm之间；(5) X射线：波长处于10nm10-2nm之

间，有较强的穿透力；(6) 射线：波长从10-2 nm至无限短，

有极强穿透力。

整个电磁波波谱大致上可以划分成如下区域：

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第九章电磁感应和麦克斯韦电磁理论 - HEPG