模型范围与使用说明
场间是面向 813《电磁场与电磁波》学习的三维观测网站。所有计算在浏览器本地完成,无付费模型接口,不收集你的公式或探针数据。模型与参数保存在当前链接中,没有账号数据同步功能。
开始观察
- 选择左侧模型。鼠标左键拖动旋转,右键拖动平移,滚轮缩放;触屏单指旋转、双指缩放。
- 修改右侧参数,观察场形和箭头。红色代表电场 E,蓝色代表磁场 B;电磁波模型中蓝色显示 cB。
- 打开矢量或截面,用空间探针读取某个坐标的场值。读数的三个分量按 (x, y, z) 顺序显示。
- 暂停动态模型,再比较不同参数。点击“保存画面”导出 PNG;“复制当前实验链接”保存模型、参数与自定义公式。
画布获得焦点后,方向键旋转,+ / − 缩放,0 复位。系统设置“减少动态效果”时,动画默认暂停。
读数的含义
除波导尺寸和截止频率外,坐标、时间和场强使用归一化单位。箭头长度为方便观察经过缩放,场线密度不是通量的定量测量;不要把动画传播速度当作光速。不同模型的归一化常数可能不同,数值只适合在同一模型中比较。
| 模型 | 计算方式与边界 |
|---|---|
| 点电荷 / 电偶极子 | 库仑场解析式;取 1/(4πε)=1,源附近奇点隐藏。 |
| 平行板 | 忽略边缘效应的均匀场,限定在绘制板面范围内展示。参数代表面电荷密度,未固定板间电压。 |
| 直导线 | 无限长导线解析场,取 μ/(2π)=1。 |
| 电流环 / 有限线圈组 | 毕奥–萨伐尔定律,圆环分成 48 段积分,取 μ=1;线圈组为固定间距的同轴圆环,不含连接线。 |
| 平面波 / 偏振 | 理想均匀无损介质的横波,B 以 cB 的视觉尺度绘制;频率和波长是归一化演示参数。 |
| 导体反射 | PEC 表面 z=0,显示 z<0 的驻波总电场;不含损耗与斜入射。 |
| 矩形波导 | 理想导体、真空内的 TE/TM 模式电场示意,带截止与衰减;a、b 用 cm,f 用 GHz。不是任意结构 FDTD/FEM 求解器。 |
| 短偶极子天线 | 理想赫兹偶极子的远场电场近似。曲面半径为 |sin θ| 的场幅度方向图,功率方向图为 sin² θ。不计算输入阻抗、近场或匹配。 |
| 自定义场 | 三分量数学矢量场,安全解析公式后数值积分场线。不会自动满足麦克斯韦方程。奇点、无定义或溢出位置不绘制。 |
参考与进一步学习
模型代码为本项目原创实现,公式与概念可对照下列公开教材与工具。未复制教材正文或第三方模拟器源代码。
- OpenStax:电场、毕奥–萨伐尔定律、平面电磁波
- Falstad:矩形波导、GeoGebra 3D:更多探索入口
- openEMS:免费开源的 FDTD 电磁求解器,适合真实复杂结构的进一步仿真
本地与离线使用
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公开访问与开源
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