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文档简介

1、第5章电磁波的放射Electromagnetic Wave Radiation，本章讨论的问题是电磁波的放射。 方法与稳态场的情况相同，从电荷、电流分布考虑激发电磁场的问题，导入电位的概念记述电磁场比较方便。 在本章中，首先将电位的概念一般展开为使电磁场变化的状况，然后根据电位解决放射问题。 本章主要内容为：电磁场的矢量电势和电势延迟电偶极辐射电磁波的干扰和衍射电磁场的动量，5. 1电磁场的矢量电势和电势vectorandscalarpotentialofelectromagnetic，1，电势对于电场不能像静电场那样直接导入电位。 从Faraday电磁感应定律中可以得出：电位不是静电电位，即

2、电磁场和电位的关系如下：注意： a )与时间无关，即此时直接归结为电位，b )中的电位不要与电位混淆。 在不稳定的情况下，由于不再存在保守力场，不存在势能的概念，目前，单位正电荷从空间向无限远电场力转移的功在数值上不相等。 为了与静电场的电位区别，这里称为标量电位(Scalar potential )。 c )在时变场中，磁场和电场是相互作用的整体，必须将矢势和电位作为一体来记述电磁场。 2、规范变换和规范不变性和和是描述电磁场的两种等效方式，但由于和的关系是微分方程式的关系，这些关系不是一对一的。 因为这是可以将任何标量函数的梯度加到向量势上的，所以结果不会受到影响，但是任何标量函数的梯度会

3、影响，即，具有如下的转换公式：因此我们获得了新的群组并且易于证明：由此a )库仑规范(Coulomb gauge )库仑规范的条件是有旋转被动场(横场)。 该规范的特征是完全描述了(即，没有旋转性的)垂直场部分，以及描述了(即，具有无源性的)水平场部分。 由此可知，项对应库仑场，对应感应、场。 b )洛伦兹规范(Lorentz gauge )劳伦兹规范的条件是，也就是说，规定存在旋转有效场(也就是说，包含横场和纵场两者)，该规范的特征是使电势的基本方程式成为特别简单的对称形式。 3、从朗伯方程Maxwells equations导出矢量电位和电位满足的方程，a )库仑规范采用上述方程，b )洛

4、伦兹规范，将上述方程称为朗伯(d )，4、 求出单色平面电磁波的电位Solution:单色平面电磁波没有电荷，在电流分布的自由空间中传播，因此电位方程式(达朗贝尔方程式在Lorentz规范条件下)成为波动方程式，0 (关于单色平面波)， 在采用库仑规范条件时，电势方程式在自由空间中发生变化，在全空间中没有电荷分布时，库仑场的电势可以从库仑规范条件中得到，从这个例子可以看出，库仑规范的优点在于，其电势描述库仑作用， 由直接电荷分布可以求出，其电势只有横向成分，足以正确记述放射电磁波的2种独立偏振光。劳伦兹规范的优点是由该电势和向量电势构成的电势方程式具有对称性。 在该箭头势的纵部、分和目标势的选择中具有任意性，即多才多

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