电磁波产生原理

1、平面电磁波 电电磁磁波波 由麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生变化的磁场，由麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生变化的磁场，而变化的磁场又产生变化的电场，这样，变化电场和变化磁场而变化的磁场又产生变化的电场，这样，变化电场和变化磁场之间相互依赖，相互激发，交替产生，并以一定速度由近及远之间相互依赖，相互激发，交替产生，并以一定速度由近及远地在空间传播出去。这样就产生了电磁波。地在空间传播出去。这样就产生了电磁波。一一 电磁波的产生与传播电磁波的产生与传播 (1) (2) LC211 1、电磁波的波源、电磁波的波源 CLCdSLNLC14辐射功率辐射功率振荡偶极子类似一个正负电荷相对中心作谐振

2、动的弹簧振荡偶极子类似一个正负电荷相对中心作谐振动的弹簧,可激发涡旋电场可激发涡旋电场.电偶极矩电偶极矩: p = p0 cos t 电源电源LCRLC振荡器振荡器传输线传输线偶极子天线偶极子天线电磁波电磁波发射无线电短波的电路示意图发射无线电短波的电路示意图EBEcccc+-B振荡电偶极子附近的电磁场线振荡电偶极子附近的电磁场线0p极轴极轴传播方向传播方向rEH2、电偶极子的电磁场电偶极子的电磁场 离振子的距离离振子的距离r远大于电远大于电磁波波长磁波波长 的波场区，波面的波场区，波面趋于球面，电磁场分布比趋于球面，电磁场分布比较简单。较简单。 yE zH xu)(cos4sin),(20u

3、rtrptrE)(cos4sin),(20urtrptrH1u)cos()(cos00kxtEuxtEE)cos()(cos00kxtHuxtHH2k 赫兹实验在人类历史上赫兹实验在人类历史上首次首次发射和接收了电磁波，且通发射和接收了电磁波，且通过多次实验证明了电磁波与光波一样能够发生反射、折射、过多次实验证明了电磁波与光波一样能够发生反射、折射、干涉、衍射和偏振，验证了麦克斯韦预言，揭示了光的电磁干涉、衍射和偏振，验证了麦克斯韦预言，揭示了光的电磁本质，从而本质，从而将光学与电磁学统一起来。将光学与电磁学统一起来。 *赫赫兹兹实实验验1. .电磁波是横波电磁波是横波xzyyEzH yE z

4、H xu 偏振性，偏振性， ， 分别分别在各自的平面方在各自的平面方向上振动向上振动。 EH 与与 分分别在别在相互垂直相互垂直的平面内振动，的平面内振动，并与并与 构成右构成右手螺旋系。手螺旋系。EHu2. 2. 同相同相位位HE、3. . 与与 数值上成比例。数值上成比例。EHHE1u真空中真空中001u7121041085.81m/s10384. .电磁波在媒质中传播的速度电磁波在媒质中传播的速度三三 电磁波的能量电磁波的能量 w ，u HESuSEHS vrtrPS22224203cos16sin(1)(1)(2)(2)(3)(3)r 5101 442012upp760nm400nm

5、可见光可见光 电电 磁磁 波波 谱谱红外线红外线 紫外线紫外线 射射 线线X射线射线长波无线电波长波无线电波61010101410181022102104108101210161020102410010频率频率Hz1610810波长波长m4104100108101210短波无线电波短波无线电波 宇宇宙宙射射线线 射射线线 X X射射线线 紫紫外外线线 可可见见光光红红外外线线微波微波毫毫米米波波厘厘米米波波分分米米波波超超短短波波短短波波中中波波长长波波无无 线线 电电 波波12101010410210210410610)c( m221031610314103121034103)Hz( mmm

6、mmmmmmm11 .010120010103200103103343电磁波谱电磁波谱真空中波长真空中波长主要产生方式主要产生方式 由炽热物体、气体放电或其他光源激发分子或原子等微观客体所产生的电磁辐射红外线红外线mm60076. 0可见光可见光红红橙橙黄黄绿绿青青蓝蓝紫紫紫外线紫外线00400050AA446040004640446050004640578050005921578062005920760062000A电磁波谱电磁波谱真空中波长真空中波长主要产生方式主要产生方式 X 射线射线00504 .0AA 射线射线以下04.0A由放射性原子衰变时由放射性原子衰变时发出的电磁辐射或用发出的电磁辐射或用高能粒子与原子