第0章 開宗明義
綱要 0-1 電磁波的定義 0-2 電磁波研究的沿革、貢獻與展望 0-3 課程目的及內容安排 0-4 所需先修知識 0-5 本章總結
綱要 0-1 電磁波的定義 0-2 電磁波研究的沿革、貢獻與展望 0-3 課程目的及內容安排 0-4 所需先修知識 0-5 本章總結
電磁波的定義 電磁波：隨時間變化的電磁場 場 電磁場(Electromagnetic Field) 波：隨時間變化的量 時間與空間的函數 例：溫度場 電磁場(Electromagnetic Field) 電場、磁場隨時間變化時，會互相影響，必須一起討論 比較：靜電場和靜磁場都與時間無關 波：隨時間變化的量
綱要 0-1 電磁波的定義 0-2 電磁波研究的沿革、貢獻與展望 0-3 課程目的及內容安排 0-4 所需先修知識 0-5 本章總結
靜電和靜磁 靜電 古希臘時代：發現獸皮和琥珀摩擦產生靜電 靜磁 中國古代：慈石召鐵、羅盤
十九世紀的電磁研究 Volta：電池 Oersted：發現有電流的導線會使羅盤偏向 Ampère：建立電流產生磁場的說法 Faraday 思考電能生磁，磁能不能生電 發現線圈中放一根磁鐵，磁鐵抽出或放入時線圈中都有電流產生(原先沒有電流) 完成許多實驗，提出力線和場的概念
Maxwell方程式(1851年) 將前人的結果數學化 擴充Ampère定律 後人發現Maxwell方程式需要不尋常的數學 發展出「向量分析」 向量分析可以說是一種速記 節省計算書寫時間 明白表出許多現象 可以說是電磁學的語言
Maxwell方程式的影響 歸納前人研究的結果 演繹出前所未知的事實 Maxwell由方程式中看出電磁波的存在 1887年Hertz實驗證實有電磁波 利用火花放電和感應線圈分別發射、接收電磁波
Marconi 實驗(1901年 ) 利用電磁波橫越大西洋進行通信 接收天線(風箏)在紐芬蘭 發射天線在英國
Appleton和Barnett 發現電離層(1924年 ) 利用天空反射波和地波的干涉現象，證實地球外圍有一圈電離層，可以反射電波使電波傳得很遠 得到諾貝爾獎 電離層反射電波示意圖
雷達的發明(1940年代) 二次大戰爆發。英國處於德國轟炸機的陰影之下 由Watt爵士領導，快速地完成雷達的製造，挽救了英倫三島 目前仍是人類戰爭與和平期間最得力的工具
無線電天文學的誕生 二次大戰結束，英國研究用雷達閒置，開放給學生使用 有人竟然收到無線電星Pulsar的信號 出現無線電望遠鏡 促成無線電天文學的發展
現代電磁波應用 傳達訊息 探測環境 應用電磁波範圍擴及紅外線和可見光 人造衛星與海底光纜 基地台與無線區域網路 人造衛星 同樣用於通訊和遙測 拍攝颱風動態、全球定位、偵察敵人飛彈部署、探查地下礦產和資源 應用電磁波範圍擴及紅外線和可見光 同樣用於通訊和遙測
綱要 0-1 電磁波的定義 0-2 電磁波研究的沿革、貢獻與展望 0-3 課程目的及內容安排 0-4 所需先修知識 0-5 本章總結
課程目的 給有志鑽研電磁波的同學紮好根基 學到電機工程師所所應瞭解的電磁波常識
討論課題 傳輸線(電路觀點) Maxwell方程式 平面電磁波 傳輸線(電磁場觀點) 導波管與光學纖維 天線
綱要 0-1 電磁波的定義 0-2 電磁波研究的沿革、貢獻與展望 0-3 課程目的及內容安排 0-4 所需先修知識 0-5 本章總結
先修知識 假設已有基本電路學的知識，含基本常係數微分方程[附錄A加強相量及交流電路] 大一基本物理學(少量) 高中數學之複數觀念(少量) 偏微分方程用到時解說(少量) 需要複習向量分析(中等) [附錄B]
綱要 0-1 電磁波的定義 0-2 電磁波研究的沿革、貢獻與展望 0-3 課程目的及內容安排 0-4 所需先修知識 0-5 本章總結
本章總結 電磁波的定義 電磁波的沿革、貢獻和展望 課程目的、內容 所需背景知識 場的意義，時間因素的影響 Maxwell方程式 Hertz 實驗 通訊與遙測的應用 課程目的、內容 所需背景知識