下面，我将以我的观点和见解来回答大家关于电磁场的问题，希望我的回答能够帮助到大家。现在，让我们开始聊一聊电磁场的话题。

什么是电磁场

磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。

举个例子，一个磁铁周围就会产生磁场，磁场是真实存在的，但是看不见摸不着，磁铁对铁钉有吸引作用，这种作用就是通过磁场这个媒介产生的。

媒介的意思就是：还是举例吧，你能听到别人说话那么空气就是声音的媒介，还有导线就是电流的媒介，同样地道理，磁铁就是通过磁场这个媒介对周围产生影响。

当然除了磁铁以外还有很多物质都可以产生磁场，比如地球产生地磁场，通电的导线也可以产生磁场等等。

一、感觉磁场存在的方法：

1、铁磁性物质（铁钴镍等金属以及某些合金）在不均匀的磁场中会受到力的作用，力的方向指向磁性强的地方。

2、金属或导体在磁场内运动会受到很大的阻力。

3、导线在磁场中运动会产生电压。

4、磁场互相会吸引或排斥，因而磁场有极性，同极相斥，异极相吸。

5、磁场变化时会产生电场，电场变化时会产生磁场。

二、常见的磁场有三种形式：

1、恒磁场。就是永久磁铁（俗称“吸铁石”）周围存在的磁场。

2、电磁场。电流的周围产生的环绕电流的磁场。

3、感应磁场。变化的电场能感应出磁场，这是电磁波能在空间传播的原因。

三、 磁场对物质的作用：

1、阻止金属或导体的机械运动。

2、极化，对铁磁性物质产生与磁场同方向的极化，使得磁场加强到真空时的很多倍。

扩展资料：

研究过程

（一）电磁感应定律

继法拉第电磁感应定律之后，J.C.麦克斯韦提出了位移电流概念。电位移来源于电介质中的带电粒子在电场中受到电场力的作用。这些带电粒子虽然不能自由流动，但要发生原子尺度上的微小位移。

麦克斯韦将这个名词推广到真空中的电场，并且认为；电位移随时间变化也要产生磁场，因而称一面积上电通量的时间变化率为位移电流，而电位移矢量D的时间导数（即дD/дt）为位移电流密度。

它在安 培环路定律中，除传导电流之外补充了位移电流的作用，从而总结出完整的电磁方程组，即著名的麦克斯韦方程组，描述了电磁场的分布变化规律。

（二）麦克斯韦方程

电磁辐射麦克斯韦方程表明，不仅磁场的变化要产生电场，而且电场的变化也要产生磁场。时变场在这种相互作用下，产生电磁辐射，即为电磁波。这种电磁波从场源处以光速向周围传播，在空间各处按照距场源的远近有相应的时间滞后现象。

电磁波还有一个重要特点，它的场矢量中有与场源至观察点间的距离成反比的分量。这些 分量在空间传播时的衰减远较恒定场为小。按照坡印廷定理，电磁波在传播中携有能量，可以作为信息的载体。这就为无线电通信、广播、电视、遥感等技术开阔了道路。

似稳电磁场时变场中不同于静态场的上述一些现象，其显著程度都与频率的高低及设备的尺寸紧密相关。按照实际需要，在容许的近似范围内，对时变场的部分过程可以当作恒定场处理，称之为似稳电磁场或准静态场。这种方法使分析工作大为简化，在电工技术中是行之有效的方法，已为人们所广泛采用。

（三）交变电磁场与瞬变电磁场

时变电磁场还可以进一步分为周期变化的交变电磁场及非周期性变化的瞬变电磁场。对它们的研究在目的上和方法上有一些各自的特点。交变电磁场在单一频率的正弦式变化下，可采用复数表示以化简计算，在电力技术及连续波分析中应用甚多。

瞬变电磁场又称脉冲电磁场，覆盖的频率很宽，介质或传输系统呈现出色散特性，往往需要采取频域、或 时序展开等方法进行分析。

参考资料：

电磁场基本方程式

由电磁学中基本实验定律综合分析可知，介质中的电磁场满足麦克斯韦方程组：

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式中： 为电场强度（单位：V/m）； 为磁场强度（单位：A/m）； 为磁感应强度（单位：Wb/m2）； 为电位移矢量（单位：C/m2）； 为电荷密度（单位：C/m3）。

方程组简单的物理意义是，电场可以是由电荷密度分布q引起的发散场，也可以是由变化磁场 引起的涡旋场。磁场 是由传导电流 和位移电流 激励产生的涡旋场，空间中无孤立的磁荷存在。

电磁场四个基本量通过介质电性参数ε和μ联系起来，在各向同性介质中，它们的关系为

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式中： 为电流密度（单位：A/m2）；σ为介质的导电率；ε为介质的介电常数；μ为导磁率。

电磁场应满足的边界条件为：

的切线分量连续

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的切线分量不连续

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的法线分量连续

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的法线分量不连续

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式中： 为两种介质边界面的法线方向单位矢量； 为面传导电流密度，qS为自由电荷面密度。

利用傅氏变换，可使随时间变化的电磁场分解为一系列谐变场的总和。若取时间因子为e-iωt，则在谐变电磁场情况下麦克斯韦方程组为：

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8.3.1 大地电磁测深

在大地电磁测深中，它所讨论的电磁场频率是极低的，一般取周期T＞1s。在这种低频的情况下，介质中位移电流 的影响可以忽略，即可取（8.3.10）式中iωε=0。把大地电磁场近似地看作是由高空向地球垂直入射的平面电磁波，已为许多学者所证实，因为大地电磁场来源于太空，在地面有限范围内，只是它的波面中极小的部分。自然，这一部分可以近似看作是垂直入射的平面波。设其源电流是位于研究区域之外，于是这时介质中的麦克斯韦方程简化为：

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式中Δ· =0是因为导电介质内部体电荷密度实际上是不存在的，这里时间因子都包含在场 和 之中，随时间变化的电场和磁场相互激励、相互转化，并以波的形式在介质中传播。当然传播特性将与介质的电性参数有关。

对（8.3.13）式两边取旋度

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由于

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故

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或写成

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其中

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类似地可以求出

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（8.3.17）和（8.3.18）式称为赫姆霍兹方程。它是电磁场所满足的基本方程式，它描述了电磁场空间变化和时间变化的规律。

依照麦克斯韦方程组导出的边界条件，对于大地电磁波情况，导电介质之间分界面上的边界条件为：

和 的切线分量是连续的，即E1t=E2t，H1t=H2t]]

和 的法线分量是连续的，即D1n=D2n，B1n=B2n]]

1n=j2n

设x和y轴水平，z轴垂直向下，麦克斯韦方程可写成分量形式

对于Δ× =iωμ ，有

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对于Δ× =σ ，有

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设介质是二维的，取x轴垂直构造走向，y轴平行构造走向，z轴仍然垂直向下。这时由于电阻率（或导电率）沿y轴无变化，相应的电磁场沿y轴也应是稳定的。即有

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这时上述麦克斯韦方程可分解成两组偏振波，我们首先考虑E偏振，有

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将后两式代入前面一式中，可得

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其次再考虑H偏振，有

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将后两式代入前一式中，可得

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（8.3.20）和（8.3.22）式就是二维介质垂直入射平面波的波动方程，即赫姆霍兹方程。应当指出，二维介质中的线性偏振波只能沿走向y加以分解，其赫姆霍兹方程只依赖于x和z方向的电阻率分布，对于给定的二维介质模型电阻率分布和边界条件，波动方程的解可得出Ey和Hy，再借助于E 偏振和H 偏振中电磁场本身的关系式，可求得相应的 Ex和Hx。

在进行计算时，有关场的计算区域和其边界条件通常可以这样给出。

对于H偏振，区域的上边界可以取为地面，其上给出磁场为任意常数，如给Hy=1，最终解将按该常数规格化，底部边界磁场取为零，两侧边界可取磁场的法线导数为零，即取自然边界条件。有时也可按一维或层状模型计算边界磁场值，作为强加边界条件给出。

对于E偏振，底面电场Ey可取为零，两侧面边界也可取电场的法线导数为零，或按一维或层状介质计算给值。上边界的位置要取在地面以上，即要存在一个空气层作为模型的顶层给出，这是由于空气中Ey不是常数，需要把上边界取在远离地面的高空，使得界面上不均匀体的影响可以忽略，在空气层的顶部，即上边界可给定一个常数电场，如Ey=1。

8.3.2 甚低频法

甚低频（VLF）电法勘探中所测量的频率带为15～25kHz。在离所测定的军用电台较远处可视为平面波，其源电流位于研究区域之外，式（8.3.10）中j=0，但这时与大地电磁测深不同，介质中位移电流 的影响不能忽略。

当考虑二维地质体时，设y轴平行于地质体的走向，与（8.3.19）的推导相似可得：

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且

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这样相应的赫姆霍兹方程为

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8.3.3 线源情况

当使用平行y轴（地质体走向）的线源时，麦克斯韦方程与甚低频法相同，但带有源项，即

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式中I为线源的量值，将上面两式代入最后一式中可得：

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相似也可得出Hy的赫姆霍兹方程。

若计算网格足够大，当线源在网格内时，所有边界上的边界条件均可取电场为零。若线源在网格外，电场在边界上的数值可由两层模型的理论公式计算。

总结以上（8.2.14），（8.2.17），（8.3.20），（8.3.22），（8.3.23），（8.3.24）及（8.3.25）等式，对二维情况我们可提出它们所共同满足的偏微分方程式

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该式在数学上称为二维椭圆型偏微分方程，在物理上是已知的二维赫姆霍兹方程，式中与上述（8.2.14）、（8.2.17）、（8.3.20）、（8.3.22）、（8.3.23）、（8.3.24）及（8.3.25）各式相应的u，α，β及f的值列入表8.1中。

表8.1 有关微分方程的对比

电磁场的应用

在生产上的应用 ?磁流体发电机 ?磁流体发电中的带电流体,它们是通过加热燃料、惰性气体、碱金属蒸气而得到的。

在几千摄氏度的高温下,这些物质中的原子和电子的运动都很剧烈,有些电子甚至可以脱离原子核的束缚,结果,这些物质变成自由电子、失去电子的离子以及原子核的混合物,这就是等离子体。

将等离子体以超音速的速度喷射到一个加有强磁场的管道里面,等离子体中带有正电荷、负电荷的高速粒子,在磁场中受到洛伦兹力的作用,分别向两极偏移.

电磁场（或波）为能量一种形式，是当今世界最重要的能源，研究领域涉及电磁能产生、存储、变换、传输和应用。

电磁波作为信息的载体，成为信息发布与通信的主要手段，研究内容包括信息发布、交换、传输、储存、处理、再现和应用.

电磁波作为探测未知世界的一种重要手段，主要研究领域为电磁波与目标的相互作用特性、目标探测及其特征的获取。

电磁波作为测控和定位技的手段，构成现代工业、交通、国防等领域的应用基础

电磁场边界条件

边界条件是：

n·(D1-D2)=ρs； (1)

n×(E1-E2)=0； (2)

n·(B1-B2)=0； (3)

n×(H1-H2)=J)s。 (4)

式中n为两媒质分界面法线方向的单位矢量，场矢量E、D、B、H的下标1或2分别表示在媒质1或2内紧靠分界面的场矢量，ρs为分界面上的自由电荷面密度，Js为分界面上的传导电流面密度。

电可以生成磁，磁也能带来电，变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播即形成了电磁波。

麦克斯韦在总结前人研究电磁现象取得的成果的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。

扩展资料：

将带硬纸板的螺线管的两端接到专用电源的输出端上，按通电源，同时轻敲均匀地撒好了铁粉的硬纸板，使上面的铁粉沿磁力线排列，画出表明螺线管内和两端外铁粉排列形状的简图。

在螺线管内和两端外不同地方放几个小磁针，再次接通专用电源，按小磁针北极所指的方向，在简图上标出磁力线的方向，并注明电流的方向看看是否符合右手螺旋定则。

百度百科--电磁场

大地电磁场的特征与起源

4.2.1.1 大地地电磁场的特征

在很大地区范围内观测到的地球天然交变电磁场称为大地电磁场，它是以地球的电场和磁场分量的变化形式表现出来的。其中，在地球内部感应产生的分布于整个地球表面或较大区域的变化电场称为大地电场。大地电场与地球变化的磁场是密切联系、不可分割的，它们具有相同类型的变化。地球变化的磁场属于地磁学的重要内容，这里主要介绍大地电场。

大地电场的变化可分为两大类：一类是地电场的平静变化，另一类是地电场的干扰变化。平静变化是连续出现的，具有确定的周期性，干扰变化是偶然发生的。

平静变化有多种周期性，其中变化周期为11 a的，与太阳黑子出现的周期相同；有年变化周期，与太阳公转周期相同，并与季度变化有关，夏季场强幅度大，冬季场强幅度小；有月变化周期，与月球绕地球的周期相同；有静日地电日变化，与地球自转周期相同。

干扰变化与平静变化相比，它的出现带有一定的偶然性。干扰变化有高频地电变化，周期为0.000 1～1 s；有地电脉动，周期为0.2～1 000 s；有地电湾扰，无周期，持续时间为1～3h；有扰日地电日变化，周期为1d；有地电暴，变化持续的时间为1～3d。它们是大地电磁测深法主要的信号源。

图4.2.1给出了周期范围10-4～104s的大地电磁场振幅谱，是根据地磁场静日变化分析统计得出的。它包括了从湾扰到各类地电脉动(Pc、Pi)以及天电(ELF)等高频地电变化这些大地电磁现象所覆盖的频率范围。可以看出，在这一频率范围内，大地电磁场在1Hz附近振幅较小，而在更低和更高的频率上振幅都增大。

图4.2.1 天然电磁场振幅与频率的关系

在电法勘探中称之为地磁脉动(P波)的短周期脉动具有周期为0.2～1 000 s的似周期振动特性，在白天以波群形式几小时之内连续出现，故称该波为连续脉动波——Pc波，且主要是在早晨和下午期间出现。晚间，脉动具有衰减的正弦波性质，称这种振动为不规则脉动波——Pi波。这两类脉动又分若干个小类(图4.2.1)，其中Pc3和Pi2亚振动类型的振幅最大，且出现的概率也最大。在地电学中，电磁脉动的研究占有重要地位。

由于各种频率的振动成分起因不同，振动强度与昼夜变化、季节、纬度、甚至太阳活动有关。大地电磁场的最大振幅一般出现在夏季，在中纬度地区，大地电流场的振幅一般不超过几毫伏/千米，而磁场振幅为10-3～10-1A/m。

大地电场是个矢量，在某一测点O上，可采用不同方向的两组电极M1N1和M2N2来测量大地电场的场强E。一般使M1N1⊥M2N2，如图4.2.2a所示。Ex是大地电场在M1N1方向的分量，Ey是大地电场在M2N2方向的分量，用平行四边形法，将Ex和Ey的末端引出平行四边形的两条相邻边，并交于一点，此点即为矢量E的末端位置。

图4.2.2b，c是大地电场的两段记录。从图中量出各个时刻的Ex和Ey，可算出各个时刻的场强E。在直角坐标系中，先点出各个时刻的电场矢量E的端点，再按时间顺序连接各个端点就得到图4.2.2d，e所示的矢端曲线。从图中可以看出，大地电场强度不仅振幅随时间发生变化，而且方向也随时间变化，故在有限时间里(与变化周期比较)矢量端点描述出复杂图形。若场的矢端曲线具有等距图形和多交叉点形式(图4.2.2d)，这种极化称为非线性极化。一般这种情形可在陆台地区和巨大的等轴状盆地上观测到。在一些地区，如坳陷边缘区，矢端曲线具有伸长形状，且其长度超过横向宽度十倍，这种极化称为似线性极化(图4.2.2e)。在这种情形下，Ex和Ey变化或Hx和Hy变化几乎是相关的，矢端曲线的伸长线称为极化轴。

图4.2.2 电场测量方法(a)和Ex和Ey的振动记录(b，c)及相应的矢端曲线(d，e)

大地电磁场矢端曲线的复杂性证明了场源的复杂性。根据多年的观测结果可以假设两种类型的场源：一是场源位置对地球表面的观察者是固定的，变化的仅是其电流的大小和方向；二是场源电流大小可能不变，但相对观察位置是变化的。无论是属于哪一种，对于观察者而言，电磁场源的方向和大小均随时间发生变化。所以，在大地电磁场法中可假设无穷多个信号源。

在某一瞬间，大地电磁场在几百平方千米或更大的范围内，振幅、频率均保持一定，且能够同时相互对比。西西里岛和撒哈拉两地相隔约2 000km，但对比性表明了它们有同源特点(图4.2.3)。

图4.2.3 大地电磁场的对比性

(1952-2-24观测)

4.2.1.2 天然电磁场的起源

据现代空间的探测研究发现，在星际空间存在着来自太阳的等离子流(太阳风)以及宇宙射出的高速带电粒子。它们是一种超音速的粒子流(它在地球附近的速度为300～800km/s)，且具有很强的导电能力，地磁场不能穿过它，因而其磁力线发生畸变。远离地球区域的等离子体对地球磁场起着屏蔽作用，使地磁场局限在一个有限的范围内，这个区域称为磁层。磁层的边界在朝太阳这一边距离地心约有8～11个地球半径远，在背向太阳这一边则延伸得很远，形成一个磁尾。磁尾延伸至少超过月球，用卫星还没有观测到磁尾的闭合。在地球与太阳的连线上，由于太阳风在地球朝着太阳这方面“压缩”地磁场，使磁场强度增加；而在背着太阳这一面，则由于“拉伸”使磁场强度减弱。因此地球的磁场只是在地球附近才近似一个偶极场，在远处则发生了畸变(图4.2.4)。

图4.2.4 地球磁层结构示意图

1—地球偶极磁场磁力线；2—地磁场磁力线；3—磁层界线；4—过渡带；5—太阳风带

太阳的另一种辐射是电磁辐射。地球高层大气的电离主要是太阳辐射中紫外线和X射线所致，此外，太阳高能带电粒子和银河宇宙射线也起相当重要的作用。地球高层大气分子和原子，在太阳紫外线、X射线和高能粒子的作用下电离，产生自由电子和正、负离子。距地表60km以上的整个地球大气层都处于部分电离或完全电离的状态。

现代观察表明，天然电磁场的形成与太阳辐射(包括宇宙射线)作用下形成的地球磁层和电离层的变化有关。太阳风与地球磁层、电离层之间相互复杂的作用产生的各种电磁效应，形成各种成因的电流系统，激发出电磁波。如果这些磁效应是由太阳风的各种瞬时变化产生的，当观测到它们时，就归到微脉动一类；如果它们是由地球在非对称磁层内的各种传输现象产生的，则把它们归为日变效应一类。通常这些外磁场效应，较之于几乎不变的地球内场是相对小的。

除与宇宙现象有关的低频场(10-4～10Hz)外，在地球上还有相对高频(n～104Hz)的电磁场。其源可能是由工业漏电、超长波无电线电台、大气电现象及地磁场的变化形成的。高频地电变化的场源主要来源于在对流层中产生的雷电现象，主要在赤道上空8km处。以闪电形式的放电是典型的大功率电偶极子源。观测表明，每一秒中向地球冲击100 个左右的闪电。故雷电的电磁场实际上可认为是连续的，其电磁场的强度主要依赖于放电中心的位置及电磁场传播条件的变化。

不同频率的电磁场叠加在一起，形成一个非常复杂的电磁振动。在地球表面上的有限区域内，这些产生于地球外部的大地电磁场可近似为平面波。它们在穿透地层的过程中，可在导电地层中感应出强度不大而分布广泛的涡旋电流场。这种弱电流脉冲称为磁大地电流，其传播深度主要依赖于振动频率或者场的变化周期。因此，研究大地电磁场的频率响应，可以获得地下不同深度介质电阻率的分布。

大地电磁场含有较丰富的低频成分，人工产生这样低频的能力要付出很高的代价。而且，大地电磁场具有强大的能量，勘探深度大，磁暴时进行观测，获得的低频信息，可穿过巨厚的高阻地壳，达到几十乃至上百千米的上地幔，这是其他地球物理方法难以实现的，从而为人们研究地球深部构造提供了一种有力的工具。

如何学好电磁场

学习电磁场，应该从物理层面的理解和数学层面的入手。

《电磁场与电磁波》这么课之所以不少人觉得难学，感觉还是对物理概念的理解上相对不够；容易陷入数学变化的泥潭，不知道每一步的变换是出于什么目的，从而把很多问题混淆在一起。

这门课虽然基础是麦克斯韦方程组，感觉上数学比较多，但是高数的内容是能应付的，实际的难度也并不比高数复杂。所以，只要把物理概念和物理过程梳理清楚，知道为什么要这样做、为什么这样处理，整个难度就会降低很多。

整体思路是这样的，分为物理部分和数学部分两块来讲：

1、物理部分：围绕麦克斯韦方程组的理解展开；因为麦克斯韦方程组是电磁场的基础和核心，如果能很清楚的搞明白麦克斯韦方程组，后面其他的相关知识和应用，基本就是体力活了。并且直接从麦克斯韦方程组这个核心入手，可以很容易建立起整体的概念。

而不是先讲很多储备知识，等讲核心的麦克斯韦方程组的时候，前面的概念可能已经混淆了。“只见树木、不见森林”，说一个人不能超越细节去把握全局。电磁场与电磁波的学习，很容易陷入这种状况；大部分教科书都是先从局部的细节开始，当整个课程学完的时候，因为时间周期拉的相对比较长、前面的东西有些遗忘了，很难形成一个整体、系统的概念。

2、数学部分：物理部分清楚之后，在不同应用下麦克斯韦方程组应该如何变形就清楚了、概念不会混淆了。然后这部分介绍每种情况下麦克斯韦方程组该怎么解；初学者经常容易把为了解决问题的数学处理、和实际物理变换过程混淆。

电磁场的意思

在电磁学里，电磁场是一种由带电物体产生的一种物理场。处于电磁场的带电物体会感受到电磁场的作用力。电磁场与带电物体 （电荷或电流）之间的相互作用可以用麦克斯韦方程和洛伦兹力定律来描述。

今天关于“电磁场”的讲解就到这里了。希望大家能够更深入地了解这个主题，并从我的回答中找到需要的信息。如果您有任何问题或需要进一步的信息，请随时告诉我。