电磁场与电磁波课程资源库的规划和建设
电磁场与电磁波课程资源库的规划和建设[20200406140321]
摘 要
本文首先介绍了建设《电磁场与电磁波》课程资源库的研究现状、目的意义、课题来源以及研究的方法和思路；然后分别选取了静态电场与磁场、平面电磁波以及电磁辐射三个主要的部分，分别列举这三个部分在生活学习中的应用，再介绍了一些可以帮助我们更好更形象地理解电磁场与电磁波这门课程的计算软件以及学习电磁场与电磁波的网站和部分动画。通过大量的资源来代替课本上枯燥的知识点，让学生对这么课程充满兴趣。本文旨在通过《电磁场与电磁波》课程资源库的建设为这门课程的学习者提供很多的资料，学习的途径，方便计算的工具等等让学生更有兴趣去学习这一门很实用的课程，在学习的时候思路更加清晰，重点也更加明确。
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关键字:电磁场与电磁波课程建设资源库
目录
1.引言 1
1.1研究背景 1
1.2目的和意义 1
1.3资源来源 1
1.4研究方法和思路 1
2.静态电场与磁场 2
2.1静电场的应用 2
2.1.1工业上的应用 2
2.1.2农业上的应用 3
2.1.3生活上的应用 4
2.2磁场的应用 5
2.2.1在医学设备上的应用 5
2.2.2在科学研究上的应用 6
2.3电磁仿真软件对学习电磁场中的帮助 7
2.3.1 MATLAB介绍及简单应用 7
2.3.2 Maxwell介绍 8
2.3.3 HFSS介绍 8
2.4 FLASH对学习电磁场的帮助 8
2.5实验对学习电磁场与电磁波的帮助 11
2.6电磁场精品网站对学习电磁场与电磁波的帮助 11
3.电磁波的传播 13
3.1电磁波的应用 13
3.1.1电磁波概述 13
3.1.2矩形波导概述 13
3.1.3电磁波的极化 14
3.1.4无线通信的极化方式 15
3.1.5雷达遥感上的应用 16
3.1.6在化学生物学上的应用 16
3.2MATLAB求解电磁波问题 16
3.2.1均匀平面电磁波传播的仿真 16
3.2.2电磁波的极化 17
3.2.3平面电磁波的反射与折射 18
4.电磁辐射 19
4．1电磁辐射的应用 19
4.1.1在极低频段的应用 19
4.1.2在高频段的应用 19
4.1.3在特高频段的应用 19
4.1.4电磁辐射在医学上的应用 20
4.1.5电磁辐射在军事上的应用 20
4.2HFSS的在天线设计方面的应用 20
4.2.1HFSS在波导裂缝天线阵的应用 20
4.2.2HFSS在圆极化微带天线的应用 21
4.3电磁辐射的污染 22
参考文献 24
附录 25
致谢 26
1.引言
1.1研究背景
《电磁场与电磁波》是我们电子信息工程专业要学习的专业必修课之一，在现代这样的信息化社会，电与磁在生活中的各个领域都有着非常广泛的应用。通过这门课程的学习我们需要掌握对电磁现象的定性过程和定量方法的分析，要成为一名合格的电子信息工程专业学生，我们必须学好这门课程，对他的基本知识点要充分掌握，但是这门课程理论体系严谨，涉及知识点多而且复杂，概念抽象，公式也很繁琐，在学习时学生需要话费很多的精力来面对枯燥乏味的知识点。
1.2目的和意义
电子电路尤其是数字电路的高速发展，电磁场相关的信号分析知识成为一个电子工程师设计电路的基础。但是这门课程本身的性质决定了他不是那么容易学习的，本文旨在通过《电磁场与电磁波》课程资源库的建设为这门课程的学习者提供很多的资料，学习的途径，方便计算的工具等等让学生更有兴趣去学习这一门很实用的课程，在学习的时候思路更加清晰，重点也更加明确。
1.3资源来源
为了有效地提高这门课程的教学效果，拟规划和建设《电磁场与电磁波》课程的资源库，包括图片、动画、可视化的结果和广泛的应用背景知识等，来帮助和加强对相关章节和知识点的理解和认识，提高学生的兴趣和学习积极性。
1.4研究方法和思路
主要通过网络收集各种与《电磁场与电磁波》课程教学相关的资料和资源，所涉及内容基本含盖本课程的重点和难点，能对教学起到一定程度的促进和帮助。再利用分析软件例如Matlab、HFSS等将抽象的电磁波直观的展示，建立电磁波的空间概念，培养学生正确的思维和严谨的学习态度，通过提升学生学习这门课程的兴趣来促进学生对这门课程更好的学习。
2.静态电场与磁场
2.1静电场的应用
静电场与工业农业以及我们的日常生活中无时无刻不联系在一起。工业领域中的发电配电、纺纱织布、航空航天以及其他许多其他高科技领域中都能随处可见静电场的应用。在农业上，常常有在高压静电场环境下处理农作物的植株或者种子以提高作物的果实产量以及对害虫的抗性的例子。而在生活中，静电场可以用于空气除尘、油墨打印机、厨房抽油烟机等各种方面。所以说，静电场的许多应用都跟我们的生活密切相关。
2.1.1工业上的应用
静电纺纱是一种新型纺纱技术。由美国在1949年第一次开始研究，至今全世界对这种新型纺纱技术的研究依然停留在理论探讨和试验阶段，尚未达到能进行工业生产的规模。静电纺纱是利用静电场对细小的纤维产生的作用力进行工作的，这种作用力的大小等于静电场的电场强度乘以纤维上的电荷量。通过这样的静电力将纤维按照电场力的方向移动再由电场力的凝聚作用捻成纱。
图1 静电纱纺的设备
静电喷涂利用的是静电吸附的原理，让涂料的粒子在静电力的作用下吸附在接地的金属面上，送入电炉加热来形成均匀的涂料层。直径只有几十微米的微粒经过正电极的时候感电，受到输送气体的作用力和静电力的双重作用飞向被涂物，微粒所带正电荷与被涂物体上的负电荷之间产生的吸附力使涂料牢固地吸附在被涂物体上。一般只需要2～3秒，涂层即可达到一定的厚度。?
图2 静电喷涂的原理
2.1.2农业上的应用
静电场有着促进住植物生长的作用。曾经有人通过实验发现，将植物用物品罩住，遮蔽自然静电场，结果植物的光合作用减缓，渐渐的不再生长，抗病抗虫害能力下降。因为植物的生长发育是在自然界中受到雷电与空气水分等诸多环境因素相互作用的结果。而处理植株的时候要人为的制造一个静电场，一般都是在地面上空设置带点的电晕线，高度在一米左右，视植株的高度而定。要注意的是不能与植株的顶部接触，要空出一段不小的距离，以免温度过高破坏植株。给电晕线提供很高的电压使其与地面之间形成一个外加静电场，只需要每天提供一定的静电场辐射，植物就能茁壮成长。
图3 静电场处理植物种子
高压静电场还有杀菌作用能够对瓜果蔬菜保鲜而且不会产生污染。高压静电保鲜技术的优点很多，高压静电场产生的臭氧具有杀菌和氧化乙烯作用。臭氧对果蔬的作用主要是杀菌和氧化乙烯, 因为臭氧具有很强的氧化性,能与细菌或瓜果表面的微生物的细胞发生剧烈反应, 将其杀灭，提高其抵御细菌再次侵害的能力。乙烯是瓜果蔬菜成熟后产生的，起到催熟的作用, 成熟的果实能产生更多的乙烯， 从而是没成熟的瓜果更容易成熟。因此, 在储存瓜果时, 最重要的是控制乙烯的产生, 或降低乙烯的浓度,延缓果蔬的成熟[1]。高压静电场还能改变酶的活性酶起到催化剂的作用，增加果蔬的活性。当酶在被施加高压静之后,活性大大降低 各种代谢功能受到抑制,呼吸强度变得很低, 延缓果蔬的成熟。
图4 静电场保鲜原理图?
但这一技术也存在不少缺点首先要达到高压静电场需要较高的电压, 高电压总是很危险的。操作人员必须具备一定的电方面的知识而且要做好各种防护措施。静电场的环境对湿度要求也很高, 当湿度太大的时候电阻变小，高的电压就能击穿空气, 造成短路, 所以环境湿度很重要。
摘 要
本文首先介绍了建设《电磁场与电磁波》课程资源库的研究现状、目的意义、课题来源以及研究的方法和思路；然后分别选取了静态电场与磁场、平面电磁波以及电磁辐射三个主要的部分，分别列举这三个部分在生活学习中的应用，再介绍了一些可以帮助我们更好更形象地理解电磁场与电磁波这门课程的计算软件以及学习电磁场与电磁波的网站和部分动画。通过大量的资源来代替课本上枯燥的知识点，让学生对这么课程充满兴趣。本文旨在通过《电磁场与电磁波》课程资源库的建设为这门课程的学习者提供很多的资料，学习的途径，方便计算的工具等等让学生更有兴趣去学习这一门很实用的课程，在学习的时候思路更加清晰，重点也更加明确。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:电磁场与电磁波课程建设资源库
目录
1.引言 1
1.1研究背景 1
1.2目的和意义 1
1.3资源来源 1
1.4研究方法和思路 1
2.静态电场与磁场 2
2.1静电场的应用 2
2.1.1工业上的应用 2
2.1.2农业上的应用 3
2.1.3生活上的应用 4
2.2磁场的应用 5
2.2.1在医学设备上的应用 5
2.2.2在科学研究上的应用 6
2.3电磁仿真软件对学习电磁场中的帮助 7
2.3.1 MATLAB介绍及简单应用 7
2.3.2 Maxwell介绍 8
2.3.3 HFSS介绍 8
2.4 FLASH对学习电磁场的帮助 8
2.5实验对学习电磁场与电磁波的帮助 11
2.6电磁场精品网站对学习电磁场与电磁波的帮助 11
3.电磁波的传播 13
3.1电磁波的应用 13
3.1.1电磁波概述 13
3.1.2矩形波导概述 13
3.1.3电磁波的极化 14
3.1.4无线通信的极化方式 15
3.1.5雷达遥感上的应用 16
3.1.6在化学生物学上的应用 16
3.2MATLAB求解电磁波问题 16
3.2.1均匀平面电磁波传播的仿真 16
3.2.2电磁波的极化 17
3.2.3平面电磁波的反射与折射 18
4.电磁辐射 19
4．1电磁辐射的应用 19
4.1.1在极低频段的应用 19
4.1.2在高频段的应用 19
4.1.3在特高频段的应用 19
4.1.4电磁辐射在医学上的应用 20
4.1.5电磁辐射在军事上的应用 20
4.2HFSS的在天线设计方面的应用 20
4.2.1HFSS在波导裂缝天线阵的应用 20
4.2.2HFSS在圆极化微带天线的应用 21
4.3电磁辐射的污染 22
参考文献 24
附录 25
致谢 26
1.引言
1.1研究背景
《电磁场与电磁波》是我们电子信息工程专业要学习的专业必修课之一，在现代这样的信息化社会，电与磁在生活中的各个领域都有着非常广泛的应用。通过这门课程的学习我们需要掌握对电磁现象的定性过程和定量方法的分析，要成为一名合格的电子信息工程专业学生，我们必须学好这门课程，对他的基本知识点要充分掌握，但是这门课程理论体系严谨，涉及知识点多而且复杂，概念抽象，公式也很繁琐，在学习时学生需要话费很多的精力来面对枯燥乏味的知识点。
1.2目的和意义
电子电路尤其是数字电路的高速发展，电磁场相关的信号分析知识成为一个电子工程师设计电路的基础。但是这门课程本身的性质决定了他不是那么容易学习的，本文旨在通过《电磁场与电磁波》课程资源库的建设为这门课程的学习者提供很多的资料，学习的途径，方便计算的工具等等让学生更有兴趣去学习这一门很实用的课程，在学习的时候思路更加清晰，重点也更加明确。
1.3资源来源
为了有效地提高这门课程的教学效果，拟规划和建设《电磁场与电磁波》课程的资源库，包括图片、动画、可视化的结果和广泛的应用背景知识等，来帮助和加强对相关章节和知识点的理解和认识，提高学生的兴趣和学习积极性。
1.4研究方法和思路
主要通过网络收集各种与《电磁场与电磁波》课程教学相关的资料和资源，所涉及内容基本含盖本课程的重点和难点，能对教学起到一定程度的促进和帮助。再利用分析软件例如Matlab、HFSS等将抽象的电磁波直观的展示，建立电磁波的空间概念，培养学生正确的思维和严谨的学习态度，通过提升学生学习这门课程的兴趣来促进学生对这门课程更好的学习。
2.静态电场与磁场
2.1静电场的应用
静电场与工业农业以及我们的日常生活中无时无刻不联系在一起。工业领域中的发电配电、纺纱织布、航空航天以及其他许多其他高科技领域中都能随处可见静电场的应用。在农业上，常常有在高压静电场环境下处理农作物的植株或者种子以提高作物的果实产量以及对害虫的抗性的例子。而在生活中，静电场可以用于空气除尘、油墨打印机、厨房抽油烟机等各种方面。所以说，静电场的许多应用都跟我们的生活密切相关。
2.1.1工业上的应用
静电纺纱是一种新型纺纱技术。由美国在1949年第一次开始研究，至今全世界对这种新型纺纱技术的研究依然停留在理论探讨和试验阶段，尚未达到能进行工业生产的规模。静电纺纱是利用静电场对细小的纤维产生的作用力进行工作的，这种作用力的大小等于静电场的电场强度乘以纤维上的电荷量。通过这样的静电力将纤维按照电场力的方向移动再由电场力的凝聚作用捻成纱。
图1 静电纱纺的设备
静电喷涂利用的是静电吸附的原理，让涂料的粒子在静电力的作用下吸附在接地的金属面上，送入电炉加热来形成均匀的涂料层。直径只有几十微米的微粒经过正电极的时候感电，受到输送气体的作用力和静电力的双重作用飞向被涂物，微粒所带正电荷与被涂物体上的负电荷之间产生的吸附力使涂料牢固地吸附在被涂物体上。一般只需要2～3秒，涂层即可达到一定的厚度。?
图2 静电喷涂的原理
2.1.2农业上的应用
静电场有着促进住植物生长的作用。曾经有人通过实验发现，将植物用物品罩住，遮蔽自然静电场，结果植物的光合作用减缓，渐渐的不再生长，抗病抗虫害能力下降。因为植物的生长发育是在自然界中受到雷电与空气水分等诸多环境因素相互作用的结果。而处理植株的时候要人为的制造一个静电场，一般都是在地面上空设置带点的电晕线，高度在一米左右，视植株的高度而定。要注意的是不能与植株的顶部接触，要空出一段不小的距离，以免温度过高破坏植株。给电晕线提供很高的电压使其与地面之间形成一个外加静电场，只需要每天提供一定的静电场辐射，植物就能茁壮成长。
图3 静电场处理植物种子
高压静电场还有杀菌作用能够对瓜果蔬菜保鲜而且不会产生污染。高压静电保鲜技术的优点很多，高压静电场产生的臭氧具有杀菌和氧化乙烯作用。臭氧对果蔬的作用主要是杀菌和氧化乙烯, 因为臭氧具有很强的氧化性,能与细菌或瓜果表面的微生物的细胞发生剧烈反应, 将其杀灭，提高其抵御细菌再次侵害的能力。乙烯是瓜果蔬菜成熟后产生的，起到催熟的作用, 成熟的果实能产生更多的乙烯， 从而是没成熟的瓜果更容易成熟。因此, 在储存瓜果时, 最重要的是控制乙烯的产生, 或降低乙烯的浓度,延缓果蔬的成熟[1]。高压静电场还能改变酶的活性酶起到催化剂的作用，增加果蔬的活性。当酶在被施加高压静之后,活性大大降低 各种代谢功能受到抑制,呼吸强度变得很低, 延缓果蔬的成熟。
图4 静电场保鲜原理图?
但这一技术也存在不少缺点首先要达到高压静电场需要较高的电压, 高电压总是很危险的。操作人员必须具备一定的电方面的知识而且要做好各种防护措施。静电场的环境对湿度要求也很高, 当湿度太大的时候电阻变小，高的电压就能击穿空气, 造成短路, 所以环境湿度很重要。
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