核心答案：電磁場是電場與磁場的統(tǒng)一體，描述電荷周圍的空間作用;電磁波是電磁場的能量傳播形式，以波動方式在空間傳遞。?

主要區(qū)別

?定義與本質(zhì)?

?電磁場?：由電荷或變化磁場產(chǎn)生的電場與磁場的統(tǒng)一體，是靜態(tài)或動態(tài)的能量場，遵循麥克斯韋方程組。例如，靜電場由靜止電荷產(chǎn)生，恒定磁場由穩(wěn)恒電流產(chǎn)生。 ?12?電磁波?：電磁場能量以波動形式傳播的現(xiàn)象，由振蕩的電場和磁場垂直耦合形成，無需介質(zhì)即可在真空中以光速傳播，如無線電波、光波等。

?存在與傳播特性?

電磁場可存在于電荷周圍(如靜電場)，或隨時間變化(如天線周圍的近場)。其傳播依賴電荷或電流的變化，但本身不脫離源獨立存在。 ?1電磁波是脫離源的獨立能量形式，可通過波動傳遞能量，具有波長、頻率等波動特性，例如可見光的波長范圍約為400-700納米。

?應(yīng)用領(lǐng)域?

電磁場多用于近場作用場景，如電動機、變壓器設(shè)計，或醫(yī)學(xué)成像(如MRI)。

電磁波主要用于遠距離能量傳輸與通信，如無線通信、雷達、衛(wèi)星信號等。

一、電磁場

1. 定義

在物理學(xué)中，電磁場(Electromagnetic Field)簡稱 EM 場或 E-M 場，是由電荷運動而產(chǎn)生的電場和磁場相互作用形成的一個空間環(huán)境。它包括靜電場和磁場兩部分。

2. 物理性質(zhì)

電磁場主要具有以下幾個物理性質(zhì)：

(1) 電場：電荷周圍存在著強度方向、大小不同的電場。

(2) 磁場：磁體周圍存在著大小與位置有關(guān)的磁感應(yīng)強度。

(3) 能傳遞能量：自身攜帶著輻射反應(yīng)能量。

(4) 可以感受到外界的物理變化并發(fā)生變化。

3. 應(yīng)用領(lǐng)域

電磁場廣泛應(yīng)用于航空、能源、通信、半導(dǎo)體材料、醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域。

二、電磁波

1. 定義

電磁波(Electromagnetic Wave)是指電場和磁場按一定規(guī)律在介質(zhì)中或真空中傳播的波動現(xiàn)象，它是由交替變化的電場向外輻射并連續(xù)地垂直于電場的磁場，在空間中以光速傳播。

2. 物理性質(zhì)

電磁波主要具有以下幾個物理性質(zhì)：

(1) 能量：電磁波攜帶著一定量的能量，其大小與頻率、振幅有關(guān)。

(2) 波長和頻率：不同類型的電磁波的波長和頻率各異，包括微波、紅外線、可見光等。

(3) 真空傳播：電磁波可以無需介質(zhì)，在真空中進行傳播。

(4) 反射折射：電磁波在遇到介質(zhì)界面時會發(fā)生反射和折射現(xiàn)象。

3. 應(yīng)用領(lǐng)域

電磁波廣泛應(yīng)用于通信、雷達、導(dǎo)航、衛(wèi)星技術(shù)等許多領(lǐng)域。

三、電磁學(xué)

1. 定義

電磁學(xué)(Electromagnetism)是研究電力、磁力及它們相互作用的自然科學(xué)分支。

2. 物理性質(zhì)

電磁學(xué)主要研究的物理性質(zhì)包括麥克斯韋方程組，包括：

(1) 安培定律：電流周圍產(chǎn)生磁場;

(2) 麥克斯韋方程組的三個非恒定性方程式~其中包括“法拉第—楞次”定律和平面波解等。

(3) 位移定理：在電介質(zhì)表明存在著等效的自由電荷;

(4) 賽曼效應(yīng)：光譜學(xué)中用于測定氣體含量。

3. 應(yīng)用領(lǐng)域

電磁學(xué)的應(yīng)用涵蓋廣泛，包括電機、發(fā)電機、變壓器、線圈等能源設(shè)備、通訊系統(tǒng)、傳感器技術(shù)、微波、半導(dǎo)體材料及超導(dǎo)物理等高科技支撐。

四、電磁場、電磁波和電磁學(xué)之間的區(qū)別

總結(jié)起來，電磁場是指由電荷運動而產(chǎn)生的電場和磁場相互作用形成的一個空間環(huán)境;電磁波則是通過交替變化的電場向外輻射并連續(xù)地垂直于電場的磁場，在空間中以光速傳播的一個電磁現(xiàn)象;電磁學(xué)則是研究電力、磁力及它們相互作用的自然科學(xué)分支。雖然這三者都源于電荷的運動，但主要區(qū)別在于其特殊物理性質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域不同。

電磁波與電磁場的區(qū)別在于它們的物理形態(tài)。電磁波是一種動態(tài)的電磁場表現(xiàn)，是在電磁場的高頻振蕩中，電能和磁能不能即時相互轉(zhuǎn)換，因此以波動的形式在空間中傳播的現(xiàn)象。

盡管電磁波是電磁場的動態(tài)體現(xiàn)，但它們并非同一種物質(zhì)，而是存在差異的。電磁場的基本特性及其變化規(guī)律由麥克斯韋方程組描述，這些方程組決定了電磁場的動態(tài)行為。

電磁波具有特定的波動性質(zhì)，而電磁場則是場的概念，描述的是空間中某一點的電磁狀態(tài)。兩者的相互作用和相互影響在電磁理論中占據(jù)核心地位。

把電磁波和電磁場比作煤炭與鉆石可能不恰當(dāng)，因為煤炭和鉆石是同一種碳元素的不同形態(tài)，而電磁波和電磁場則是不同維度的概念。從宏觀角度，它們都是電磁現(xiàn)象的不同側(cè)面，但從微觀角度看，它們的本質(zhì)和行為則有明顯的差異。

波與場具有本質(zhì)的區(qū)別。波是指振動的傳播，某一物理量的擾動或振動在空間逐點傳遞時形成的運動稱為波;而場在物理學(xué)上指的是空間或空間的某種分布，是物體與生俱來的屬性。波是物體振動產(chǎn)生的，其傳播需要介質(zhì)，它可以脫離物體而存在;而場是物體發(fā)生作用的范圍，是一定范圍內(nèi)的物理作用，只能存在于物體的周圍，不能脫離物體而存在。

電磁場是電場與磁場的統(tǒng)稱，任何電場都是電荷產(chǎn)生的，沒有電荷就沒有電場，任何磁場都是運動電荷產(chǎn)生的效應(yīng)，沒有電荷的運動就沒有磁場。

電磁波是什么?教科書的定義是：由方向相同且互相垂直的電場與磁場，在空間中衍生發(fā)射的振蕩粒子波，是以波動的形式傳播的電磁場。在上一章，詳細說明了為什么變化的電場不能產(chǎn)生磁場，變化的磁場也不能產(chǎn)生電場，因此，電磁波不是運動的電磁場。電場是電荷產(chǎn)生的，并隨電荷移動，如果電荷不存在，電場自己是不可能以波的形式移動的，更不可能在空中衍生發(fā)射振蕩粒子波。

電磁波是波，描述方法與聲波基本相同，電磁波與聲波幾乎具有完全相同的性質(zhì)，在描述它們的反射、折射、干涉、衍射、多普勒等現(xiàn)象時，都可以應(yīng)用相同的方法，例如：不論是聲波還是電磁波，都符合反射定理、折射定理等，尤其神奇的是，不論是聲波還是電磁波，當(dāng)入射波在波疏介質(zhì)中前進，遇到波密介質(zhì)的界面時，都將在反射過程中產(chǎn)生半波損失，但當(dāng)入射波在波密介質(zhì)中前進，遇到波疏介質(zhì)的界面時，在反射過程中都沒有半波損失。

在計算波的能量、輻射壓、方向角(衍射極限角)等，也都可以應(yīng)用幾乎相同的方法，例如：不論是聲波還是電磁波，所產(chǎn)生的輻射壓，其數(shù)值都等于平均能量密度，更神奇的是：當(dāng)波完全反射時的輻射壓力是完全吸收時的兩倍。電磁波可以實現(xiàn)相控陣(相位補償基陣)發(fā)射和接收，超聲波同樣可以實現(xiàn)。

麥克斯韋方程組的適用范圍是電磁場，它成立的條件是必須有電荷存在，對于電磁波，麥克斯韋方程組不成立。

物理性質(zhì)的區(qū)別

場是源激發(fā)的，沒有源就沒有場，不存在無源之場，場是源決定的。電場是由電荷產(chǎn)生的，雖然在表象上變化的磁場可以產(chǎn)生渦旋的電場，但本質(zhì)上渦旋的電場仍然是由電荷運動產(chǎn)生的。在表象上，渦旋的電場也可以產(chǎn)生磁場，但實際上，沒有電荷的運動就沒有磁場。

波也是源激發(fā)的，但波可以脫離源而存在，不存在無源之波。波是由源和介質(zhì)共同決定的，源決定波的頻率和幅度，介質(zhì)決定波的速度和衰減，電磁波也不例外。

電磁場與電磁波可以是同源的，也就是說，同一個源即可以產(chǎn)生電磁場，也可以產(chǎn)生電磁波，但二者卻具有完全不同的性質(zhì)：

A. 電磁場只能存在于源的附近(遠場強度很小，可忽略)，但電磁波卻可以存在于遠離源的地方;

B. 電磁場不能脫離源而存在，但電磁波卻可以;

C. 電磁場中不存在相位因子e^(-jkr)(說明了電磁場不存在波動，也說明電磁場不能以波的形式傳播)，但電磁波中一定存相位因子。

D. 交變的電磁場與電磁波都能使帶電粒子產(chǎn)生振動，但電磁場作用與帶電粒子所帶電荷有關(guān)，它只能作用于帶電粒子，而電磁波的作用與粒子所帶電荷無關(guān)，可作用于任何粒子，例如，激光可以冷卻任何粒子，而不論粒子是否帶電。