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文档简介

1 电磁波 Electromagneticwave 2 18 1电磁波的波动方程 设无限大平面上的电流密度 jy Acos t 对abcd Eyl Ey dEy l 3 对efgh Hzl Hz dHz l 4 这表明 电磁场以波的形式在空间传播 形成电磁波 5 1 波速 真空中 c 可见 真空中电磁波的传播速度即为光速 这与实验结果一致 这也表明 光波就是在某一波段的电磁波 2 电场和磁场的周期 相位相同 且 18 1 3 电磁波是横波 18 2平面电磁波的基本性质 6 4 电磁波的能流密度 1 电磁波的能量密度 即单位体积内的电磁能量 为 18 2 5 电磁波的能流密度 波强 坡印廷矢量 单位时间内通过与电磁波传播方向垂直的单位面积的能量 叫做电磁波的能流密度 也叫电磁波的强度 如图 在时间dt内通过面元ds的能量应是以ds为底面 高度为 dt的柱体内的电磁能量 以S表示能流密度的大小 则 ds dt dsdt 7 S 注意到 于是得S EH 电磁波的能流密度可写成矢量形式 电磁波的能流密度矢量又叫坡印廷矢量 6 电磁波谱 p56 8 例题18 1讨论电源和电阻中玻印廷矢量的方向 能量从四周进入电阻 以供给它消耗 能量从电源内发出 向负载提供能源 可见 电能是随电磁波传输的 即电磁波是能量的携带者 9 例题18 2一电台 视为点波源 的平均发射功率P 40kw 求离电台1km处的能流密度的大小 解若用S EH求解 E H都不知道 此题可用能流密度的概念求解 从电台 点波源 发出的能量分布在半径r的球面上 由能流密度的定义可得 10 例题18 3设有一平面电磁波在真空中传播 电磁波通过某点时 该点E 50V m 1 试求该时刻这一点的B和H的大小以及电磁能量密度 和能流密度S的大小 解由 B oH 由于 S EH 6 7 w m2 11 18 4振荡电偶极子的辐射 振荡电偶极子的电矩可表示为 pe pocos t 将振荡电偶极子置于球心 解麦克斯韦方程组得 可见 电磁场都是沿径向r传播的平面简谐行波 12 振荡电偶极子的辐射功率P等于通过整个球面的电磁波的能流 即 13 平均辐射功率
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