與電學(xué)有關(guān)的科技小論文500字

發(fā)布時(shí)間：2025-10-16 | 來源：互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)載和整理

電磁學(xué)簡(jiǎn)介

1引言

1864年Maxwell在前人的理論（高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁極不存在）和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立了統(tǒng)一的電磁場(chǎng)理論，并用數(shù)學(xué)模型揭示了自然界一切宏觀電磁現(xiàn)象所遵循的普遍規(guī)律，這就是著名的Maxwell方程。在11種可分離變量坐標(biāo)系求解Maxwell方程組或者其退化形式，最后得到解析解。這種方法可以得到問題的準(zhǔn)確解，而且效率也比較高，但是適用范圍太窄，只能求解具有規(guī)則邊界的簡(jiǎn)單問題。對(duì)于不規(guī)則形狀或者任意形狀邊界則需要比較高的數(shù)學(xué)技巧，甚至無法求得解析解。20世紀(jì)60年代以來，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一些電磁場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算方法發(fā)展起來，并得到廣泛地應(yīng)用，相對(duì)于經(jīng)典電磁理論而言，數(shù)值方法受邊界形狀的約束大為減少，可以解決各種類型的復(fù)雜問題。但各種數(shù)值計(jì)算方法都有優(yōu)缺點(diǎn)，一個(gè)復(fù)雜的問題往往難以依靠一種單一方法解決，常需要將多種方法結(jié)合起來，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，因此混和方法日益受到人們的重視。

本文綜述了國內(nèi)外計(jì)算電磁學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)常用的電磁計(jì)算方法做了分類。

2電磁場(chǎng)數(shù)值方法的分類

電磁學(xué)問題的數(shù)值求解方法可分為時(shí)域和頻域2大類。頻域技術(shù)主要有矩量法、有限差分方法等，頻域技術(shù)發(fā)展得比較早，也比較成熟。時(shí)域法主要有時(shí)域差分技術(shù)。時(shí)域法的引入是基于計(jì)算效率的考慮，某些問題在時(shí)域中討論起來計(jì)算量要小。例如求解目標(biāo)對(duì)沖激脈沖的早期響應(yīng)時(shí)，頻域法必須在很大的帶寬內(nèi)進(jìn)行多次采樣計(jì)算，然后做傅里葉反變換才能求得解答，計(jì)算精度受到采樣點(diǎn)的影響。若有非線性部分隨時(shí)間變化，采用時(shí)域法更加直接。另外還有一些高頻方法，如GTD，UTD和射線理論。