大学物理第二部分电磁场与电磁学之第12章 电磁场和电磁波
《电磁场 电磁波》 讲义
《电磁场电磁波》讲义一、什么是电磁场在我们生活的这个世界里，电磁场是一种无处不在却又常常被我们忽略的存在。
简单来说，电磁场是由带电粒子的运动产生的一种物理场。
想象一下，一个电子在空间中移动，它的运动会形成电流，而这个电流就会产生磁场。
反过来，如果一个磁场发生变化，又会在周围的空间中产生电场。
电场和磁场就这样相互关联、相互作用，共同构成了电磁场。
电磁场的特性可以用一些物理量来描述。
比如电场强度，它表示电场的强弱和方向；还有磁感应强度，用来衡量磁场的强弱和方向。
二、电磁场的基本规律谈到电磁场，就不得不提到麦克斯韦方程组。
这组方程就像是电磁场世界的“宪法”，规定了电磁场的行为。
麦克斯韦方程组包含四个方程，分别描述了电场的高斯定律、磁场的高斯定律、法拉第电磁感应定律以及安培麦克斯韦定律。
电场的高斯定律告诉我们，通过一个闭合曲面的电通量等于这个闭合曲面所包围的电荷量除以真空介电常数。
这就好像是说，电荷是电场的“源头”，电荷的多少决定了电场的“流量”。
磁场的高斯定律则指出，通过任何一个闭合曲面的磁通量总是为零。
这意味着磁场没有“源头”和“尾闾”，磁力线总是闭合的。
法拉第电磁感应定律表明，当穿过一个闭合回路的磁通量发生变化时，会在回路中产生感应电动势。
这是电磁感应现象的基础，也是发电机工作的原理。
安培麦克斯韦定律说明了电流和变化的电场都能产生磁场。
三、电磁波的产生当电磁场发生变化时，就会产生电磁波。
比如，一个振荡的电荷或者电流会在其周围产生不断变化的电磁场，这些变化的电磁场向空间传播，就形成了电磁波。
电磁波的产生需要有一个能够产生交变电磁场的源。
常见的例子有天线，它通过电流的快速变化来发射电磁波。
四、电磁波的特性电磁波具有很多独特的特性。
首先是它的波动性，电磁波和其他波一样，具有波长、频率和波速等特征。
波长和频率之间存在着反比关系，波速则等于光速。
电磁波在真空中的传播速度是恒定的，约为 3×10^8 米每秒。
第十二章 电磁感应 电磁场和电磁波精品PPT课件
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
B 0I 2 r
第十二章 电磁感应 电磁场 课后练习二十三
6. 如图所示,长为L的导体棒OP,处于均匀磁场中
并绕OO′轴以角速度ω旋转,棒与转轴间夹角恒为θ,
磁感强度B与转轴平行,求棒在图示位置处的电动势.
解 E
L (v B) dl
0
L
0 vB cosdl
o B P dl
vB
L (B sin2 ) l d l 0
1 BL2 sin2
2
ol
v l sin
cos sin
第十二章 电磁感应 电磁场 课后练习二十三
7. 如图所示,用一根硬导线弯成半径为r的一个半
圆,使这根半圆形导线在磁感强度为B的匀强磁场中以
频率f 旋转,整个电路的电阻为R,求电路中的感应电流.
(A) 静电场 (C) 稳恒磁场
(B) 涡旋电场 (D) 变化磁场
( A)
第十二章 电磁体棒是可移动的,设整 个回路处在一均匀磁场中,B=0.5T,电阻R=0.5Ω,长 度l=0.5m,ab以速率v=4.0m·s-1向右等速移动.则作用 在ab上的拉力F = 0.5N ;拉力的功率P = 2W ;感应 电流消耗在电阻上的功率P′= 2W .
Ii
E i
R
Blv R
F
BIil
B2l 2v R
第12章-电磁感应 电磁场和电磁波
0n1I1
则穿过半径为 r2 的线圈
的磁通匝数为
N2Φ21 N2B1(π r12 )
n2lB1(πr12 )
代入 B1 计算得 2 N2Φ21 0n1n2l(πr12 )I1
则
M 21
N 2Φ21 I1
0n1n2l(πr12 )
33
12-3 自感和互感
例3 上题中，若通过长度为 l2 的线圈 N2 的电流为 I2 ， 且 I2 是随时间而变化的，那么，因互感的作用，在线 圈 N1 中激起的感应电动势是多少呢？ 解 通过线圈 N1 的磁通匝数为
dV
V 2
36
12-4 磁场的能量 磁场能量密度
例1 有一长为 l 0.20m 、截面积 S 5.0cm2 的长直 螺线管。按设计要求，当螺线管通以电流 I 450mA 时，螺线管可储存磁场能量 Wm 0.10J . 试问此长直螺
线管需绕多少匝线圈？
解 由上一节可知，长直螺线管的自感为
L 0N 2S / l
i
OP Ek dl
(v
B)
dl
OP
l
p
i
设杆长为 l
i
vBdl vBl
0
o
16
12-2 动生电动势和感生电动势
例1 一长为 L 的铜棒在磁感强度为 B 的均匀磁场中,
以角速度 在与磁场方向垂直的平面上绕棒的一端转
动，求铜棒两端的感应电动势.
解 di (v B) dl
vBdl
螺线管储存的磁场能量为
Wm
1 2
LI 2
1 2
0 N 2S
l
I2
N 1 ( 2Wml )1/ 2 1.8104匝
当 dL 0 dt
大学物理教案：电磁场和电磁波
大学物理教案：电磁场和电磁波
引言
在本节课中，我们将学习关于电磁场和电磁波的基本知识。
电磁场和电磁波是
物理学中重要的概念，对我们理解和应用现代科技都非常关键。
通过本次课程，我们将深入了解电磁场的性质、几个重要定律以及电磁波的特性。
一. 电磁场
1. 定义和基本概念
•什么是电磁场？
•为什么我们需要引入电磁场这个概念？
2. 麦克斯韦方程组
•麦克斯韦方程组的含义和形式
•各个方程的物理意义
3. 电荷、电流与电势能
•如何计算由带有静止或运动的点电荷产生的静电力？
•描述根据库仑定律计算点外处于两个点正、负点之间带正或负点所受力大小与方向？
•如何描述一个导线（包括绝缘体）中传输或存储的自由载流子所呈现出来的因与场的关系？
•介绍电势能、静电能与耗散功率的概念。
二. 电磁波
1. 基本概念和性质
•什么是电磁波？
•电磁波具有哪些特性？
2. 麦克斯韦方程组的解
•推导出电磁波的麦克斯韦方程组解，即菲涅尔积分和傅里叶变换。
•介绍定态过程、行波、群速度等概念。
3. 典型的电磁波
•高频天线计算及应用。
•平面旅行通道（空）、同轴双线传输系统成相比较等。
总结
在这堂课中，我们了解了电磁场和电磁波的基本知识。
通过学习各种定律和方程，我们可以更好地理解物理学中最为重要且普遍适用的知识。
了解这些内容对于我们理解现代科学技术以及应用它们来解决实际问题非常重要。
希望通过这门课程，你可以深入了解并掌握这些概念，并将它们应用于实际生活和工作中。
电磁场与电磁波
电磁场与电磁波电磁场和电磁波是物理学中重要的概念，它们对于我们理解和应用电磁现象具有重要意义。
本文将介绍电磁场和电磁波的基本概念，阐述它们之间的关系，以及它们在日常生活和科学研究中的应用。
一、电磁场的概念和特性电磁场是指由电荷或电流产生的空间中的物理场。
电磁场可分为静电场和磁场两种。
静电场是由静止电荷产生的场，其特点是强度随距离的增加而减小，并且与电荷的性质有关。
磁场是由电流或者变化的电场产生的场，其特点是有磁感应强度和磁场线的方向。
电磁场具有几个重要特性。
首先，电磁场是无穷远的，即电荷或电流所产生的电磁场可以传播到无穷远的地方。
其次，电磁场具有向外辐射的特点，就像水波一样，可以向周围传播。
第三，电磁场是叠加的，即不同的电荷或电流所产生的电磁场可以在同一点上叠加，形成合成场。
二、电磁波的概念和特性电磁波是由电磁场的振荡传播产生的波动现象。
电磁波包括了电场和磁场的变化，是以光速传播的横波。
根据波长的不同，电磁波可以分为不同的频段，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和γ射线。
其中，可见光是人眼能够感知的电磁波。
电磁波具有几个重要特性。
首先，电磁波能够传播在真空中，其速度与真空中的光速相等，约为3×10^8米/秒。
其次，不同频段的电磁波具有不同的波长和能量，频率越高，波长越短，能量越大。
第三，电磁波可以被反射、折射、散射和吸收等现象。
这些特性使得电磁波在通信、遥感、医学影像等领域有着广泛的应用。
三、电磁场和电磁波的关系电磁场和电磁波之间存在着密切的关系。
电磁波是电磁场的传播方式，电磁场是电磁波的基础。
在电磁波传播的过程中，电场和磁场相互作用，互相转换，形成电磁波的传播。
同时，电磁波的传播也会产生电场和磁场的变化。
这种相互作用使得电磁场和电磁波具有相似的特性，例如传播速度相同、可以被反射和折射等。
四、电磁场与电磁波的应用电磁场和电磁波在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
在通信领域，无线电波和微波被用于无线通信和卫星通信，可见光被用于光纤通信和激光通信。
大学物理电磁感应电磁场和电磁波PPT课件
③ 连接MN成一回路 常数ddt 0
NM MN NM MN2RvB
例4 已知如图 求 的大小和方向
解：
fg
① 用动生电动势公式
I
v
l2
设回路方向： e—f—g—h—e
x e l1 h
effggh he
fghe0
ef hg (v B )d l(v B )d l
作匀速转动. 求线
圈中的感应电动势.
N
enO
'
B
iR
O
已知 S, N,, 求 .
解 设 t 0 时,
en与
B同向
,
则
t
N
N NB co S ts
enO
'
B
dNBSsint
dt
ω
令 mNBS
则 msint
O
iR
msint
金属块
发接 生高 器频
抽真空 金 属 电 极
阻
尼 摆N
S
涡电流加热金属电极
＊12-3 自感和互感
自感现象
L
R
通过线圈的电流变化
时，线圈自身会产生感应 现象.
一 自感电动势 自感 穿过闭合电流回路的磁通量
ΦLI
（1）自感 LΦI
若线圈有 N 匝，
IB
磁通匝数 N Φ自感 L I
一 电磁感应现象 磁铁相对线圈运动
通电线圈相对线圈 运动
磁场中运动的导体所产生的感应现象
二 电磁感应定律
电流通断时所产生的
当穿过闭合回路所围 感应现象
面积的磁通量发生变化时，
回路中会产生感应电动势，
《电磁场和电磁波》 讲义
《电磁场和电磁波》讲义一、什么是电磁场在我们生活的这个世界里，电磁场无处不在。
从你手中的手机发出的信号，到照亮房间的灯光，再到地球上的闪电，都与电磁场有着密切的关系。
那么，究竟什么是电磁场呢？简单来说，电磁场是由带电粒子的运动产生的一种物理场。
电荷的存在会在其周围产生电场，而当电荷运动起来，比如电流在导线中流动时，就会产生磁场。
电场和磁场总是相互关联、相互依存的，它们共同构成了电磁场。
想象一下，一个静止的电荷会在周围空间产生一个静电场，这个电场的强度会随着距离电荷的远近而变化。
当这个电荷开始运动，比如在导线中形成电流时，就会产生一个磁场，这个磁场的方向可以通过右手定则来判断。
电磁场具有能量和动量，它能够传递电磁力，对处于其中的带电粒子产生作用。
电磁场的性质和行为可以用麦克斯韦方程组来描述，这是一组非常重要的数学方程，它们统一了电学和磁学的现象。
二、电磁波的产生既然电磁场是由带电粒子的运动产生的，那么电磁波又是如何产生的呢？当一个带电粒子加速运动时，它周围的电磁场就会发生变化。
这种变化的电磁场会以波的形式向周围空间传播，这就是电磁波。
举个例子，一个电子在天线中来回振动，就会产生变化的电流。
这个变化的电流会导致周围的电磁场不断变化，从而产生电磁波并向外辐射。
电磁波的频率取决于带电粒子振动的频率。
电磁波的产生需要一个源，比如天线、振荡器等。
这些源能够提供能量，使得电磁场不断变化从而产生电磁波。
同时，电磁波的产生还需要一个传播介质，在真空中电磁波同样可以传播，这是因为真空中存在着电磁场的相互作用。
三、电磁波的特性电磁波具有许多独特的特性，这些特性使得它在现代科技中有着广泛的应用。
首先，电磁波是横波，这意味着它的电场和磁场的振动方向与波的传播方向垂直。
电磁波的电场和磁场在空间和时间上相互垂直，并且它们的振幅和相位之间存在着一定的关系。
其次，电磁波的传播速度是恒定的，在真空中，电磁波的传播速度约为 3×10^8 米/秒，这个速度通常被称为光速。
电磁场与电磁波知识点整理
电磁场与电磁波知识点整理一、电磁场的基本概念电磁场是由电场和磁场相互作用而形成的一种物理场。
电场是由电荷产生的，而磁场则是由电流或者变化的电场产生的。
电荷是产生电场的源。
正电荷会产生向外辐射的电场，负电荷则产生向内汇聚的电场。
电场强度 E 用来描述电场的强弱和方向，其单位是伏特每米（V/m）。
电流是产生磁场的源。
电流产生的磁场方向可以通过右手螺旋定则来确定。
磁场强度 H 用来描述磁场的强弱和方向，其单位是安培每米（A/m）。
法拉第电磁感应定律表明，变化的磁场会产生电场。
麦克斯韦进一步提出，变化的电场也会产生磁场。
这两个定律共同揭示了电磁场的相互联系和相互转化。
二、电磁波的产生电磁波是电磁场的一种运动形态。
当电荷加速运动或者电流发生变化时，就会产生电磁波。
例如，在一个开放的电路中，电荷在电容器和电感之间来回振荡，就会产生电磁波。
这种振荡电路是产生电磁波的一种简单方式。
电磁波的频率和波长之间存在着一定的关系，即光速 c ＝λf，其中c 是光速（约为 3×10^8 m/s），λ 是波长，f 是频率。
不同频率的电磁波具有不同的特性和应用。
例如，无线电波频率较低，用于通信和广播；而X 射线频率较高，用于医学成像和材料检测。
三、电磁波的传播电磁波在真空中可以无需介质传播，在介质中传播时，其速度会发生变化。
电磁波在传播过程中遵循反射、折射和衍射等规律。
当电磁波遇到障碍物时，会发生反射。
如果电磁波从一种介质进入另一种介质，会发生折射，折射的程度取决于两种介质的电磁特性。
衍射则是指电磁波绕过障碍物传播的现象。
当障碍物的尺寸与电磁波的波长相当或较小时，衍射现象较为明显。
电磁波的极化是指电场矢量的方向在传播过程中的变化。
常见的极化方式有线极化、圆极化和椭圆极化。
四、电磁波的特性1、电磁波是横波，电场和磁场的振动方向都与电磁波的传播方向垂直。
2、电磁波具有能量，其能量密度与电场强度和磁场强度的平方成正比。
3、电磁波的传播速度是恒定的，在真空中为光速。
大学物理学(下册)第12章 机械波与电磁波
一定的振动传播称为波动，简称波。 机械振动在介质中的传播称为机械波，如声波、水 波、地震波等。
2010年智利8.8级地震海 啸越洋传播数值模拟
变化电场和变化磁场在空间的传播称为电磁波，如无 线电波、X射线等。
12.1 机械波的基本特征
12.1.1 机械波产生的条件 弹性介质是由连续不断的无穷多个质元构成，这些质元之 间有弹性力作用、也可以产生相对运动。 ➢产生机械波的条件：
波源：作机械振动的物体 弹性介质：承担传播振动的物质.
12.1.2横波与纵波 横波：在波动中，质元的振动方向和波的传播方向相互垂直。
纵波：在波动中，质元的振动方向和波的传播方向相互平行。
沙蝎的定位 当甲虫对沙子即使有轻微的扰动，就会 有波沿着沙子表面传开。沙蝎有八条腿， 大体散开成直径为5cm的一个圆。它首 先截获较快的纵波并判断其方向（右下 的一只腿）。接着，蝎子感知纵波和截 获较慢的横波的时间间隔⊿t，从而判 断距离d 。
12.1.4 描述波动的基本物理量
(1)波长：沿波传播方向 A y
u
两个相邻的、相位差为
2π的振动质元之间的距 离，即一个完整波形的
O
长度，用λ表示。 —A
y
在波线上，距离为 A
u
一个波长的两点，振
动情况完全相同，因 O
此波长表征了波的空
间周期性。
—A
(2) 周期和频率
波的周期：波前进一个波长的距离所需要的时间，用T表示。
情况，即各个质元的振动情况。 从图中可以看出，波速就是
u t t t
波形向前传播的速度，波函
数也描述了波形的传播。
O
x
(2) 当 x 固定时， 波函数表示该点的简谐运动方程，并给出 该点与点 O 振动的相位差.
电磁场和电磁波教学课件
2 电势的计算方法
通过电场强度和电荷之间 的关系计算电势。
3 电势能的应用
电势能可用于分析电荷间 的相互作用和电场能量的 变化。
静电场例题演示
带电导体
我们将讨论带电导体的电场分布 和静电平衡状态。
电场作图
了解如何通过电场力线作图来表 示电场强度的分布。
点电荷模型
我们将研究点电荷之间的电场相 互作用。
电磁场和电磁波教学课件
欢迎来到电磁场和电磁波教学课件！通过本课件，我们将深入理解电磁场的 基础概念和电磁波的基础知识。
电磁场基础概念
1 电磁场是什么？
电磁场是由电荷和电流产 生的物理场。
2 电场和磁场的关系？
电场和磁场相互作用，形 成电磁场。
3 为什么电磁场重要？
电磁场是解释电磁现象的 基础，如电磁感应和光的 传播。
利用高斯定理可以计算电荷通过 闭合曲面的电通量。
万有引力定律
1
引力的发现
万有引力定律由牛顿在17世纪提出，解释了物体之间的引力现象。
2
数学表达
万有引力定律表达为F = Gm₁m₂ / r²，其中G为引力常数。
3
重要应用
万有引力定律广泛应用于行星运动、卫星轨道等领域。
静电场的能量
1 电势能和电势
电势能是静电场中电荷的 能量，电势是单位正电荷 所具有的电势能。
静电场
什么是静电场？
静电场是指没有电荷和电流变化的电磁场。
静电场的特点？
静电场力线是闭合曲面，且与电荷密度成正比。
静电力的计算方法？
应用库仑定律计算电荷间的静电力。
静电场的高斯定理
高斯定理的原理
高斯定理是描述电场与闭合曲面 的关系。
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D t
Ei
左旋
右旋
Hd
对称美
12-1 位移电流
例 半径为R,相距l(l« R)的圆形空气平板电容器,两端 加上交变电压U=U0sint,求电容器极板间的: (1)位移电流; (2)位移电流密度的大小; (3)位移电流激发的磁场分布B(r),r为圆板的中心距离.
P
O O
R
l
12-1 位移电流
第12章
电磁场和电磁波
12-1 位移电流 12-2 麦克斯韦方程组
12-3 电磁波 12-4 电磁场的物质性 12-5 相对论电磁学简介
1820年奥斯特
电 产生 磁
磁 产生 电
1831年法拉第
变化的磁场 变化的电场
激发
电场 磁场
?
12-1 位移电流 一. 位移电流
电流的连续性问题:
R
包含电阻、电感线圈的电
12-2 麦克斯韦方程组
麦克斯韦认为静电场的高斯定理和磁场的高斯定理也 适用于一般电磁场.所以,可以将电磁场的基本规律写 成麦克斯韦方程组(积分形式):
SD dS V dV B LE dl S t dS SB dS 0 D LH dl S j t dS
LC回路
A q0
E
q 电容器两极板间电势差 u C
自感线圈内电动势
K
B q0
di L L dt
i i
任一时刻
q q
12-3 电磁波
di q L dt C dq i dt
d 2q 1 q 2 dt LC
q
2
d q 2 q 2 dt
2
d x 2 ( 2 x ) dt
12-1 位移电流
位移电流的方向
位移电流与传导电流方向相同 如放电时
q
D t
D
D
Id
反向
Ic
同向
12-1 位移电流 二、全电流和全电流定律
全电流 通过某一截面的全电流是通过这一截面的传 导电流、运流电流和位移电流的代数和. 在任一时刻,电路中的全电流总是连续的. 在非稳恒的电路中,安培环路定律仍然成立. 全电流定律
D l H dl I I d I S t dS
12-1 位移电流
D l H dl I S t dS D j dS dS S S t
普遍的安培环路定理的微分形式 D S H dS S ( j t ) dS D D H j 或 rotH j t t 位移电流和传导电流一样，都能激发磁场
12-2 麦克斯韦方程组
麦克斯韦方程组(微分形式):
D E 0 B 0 H j
D B E t B 0 D H j t
12-3 电磁波
电台、电视台的发射塔顶部呈直线状
2
0R 平性板电容器的电容 C l
代入,可得同样结果. (2)由位移电流密度的定义
D E 0 U 0U 0 Jd 0 cos t t t l t l
或者 J d I d R 2
12-1 位移电流
(3)因为电容器内 I=0,且磁场分布应具有轴对称性, 由全电流定律得 P
rR
L1
H1 dl J d dS J dr 2
S
O
O
R
l
0U 0 H1 cos t r 2l
0U 0 2 H 1 2r r cos t l
U 0 B1 0 H1 2 cos t r 2lc
I
L
I
路,电流是连续的.
+ + + + + +
?
包含有电容的电流
是否连续
I
I
12-1 位移电流
在电流非稳恒状态下 , 安培环路定理是否正确 ?
12-1 位移电流
电容器上极板在充放电过程中，造成极板上电荷 积累随时间变化。 Q 电位移通量 e DS Q D S 单位时间内极板上电荷增加（或减少）等于通入 （或流出）极板的电流
2
2 B 1 B 2 2 x v t 2
2
12-3 电磁波
解上两微分方程得：
x E E0 cos ( t ) 沿X轴正方向传播的 v 单色平面电磁波的波动方程 x H H 0 cos ( t ) v
12-3 电磁波 二、电磁波的辐射
如何获得变化的电场呢？ LC回路中电荷和电流的变化规律
12-1 位移电流
传导电流 电荷的定向移动 位移电流 电场的变化
通过电流产生焦耳热
真空中无热效应
传导电流和位移电流在激发磁场上是等效．
12-1 位移电流
B l Ei dl S t dS
D L H d dl S t dS
B t
q
+q . q.
+q . q.
+q . q
-q . +q .
电偶极子的辐射过程
12-3 电磁波
赫兹----德国物理学家 赫兹对人类伟大的贡献是 用实验证实了电磁波的存在， 发现了光电效应。
1888年，成了近代科学史上的 一座里程碑。开创了无线电电子技术 的新纪元。 赫兹对人类文明作出了很大贡献，正当人们对他 寄以更大期望时，他却于1894年因血中毒逝世，年仅 36岁。为了纪念他的功绩，人们用他的名字来命名各 种波动频率的单位，简称“赫”。
? ? ?
收听中央广播电台可用中、长波波段 收听美国之音、BBC要用短波波段 收听广播时，收音机及天线的位置会
影响信号的强弱
12-3 电磁波
电磁波:
根据麦克斯韦理论，在自由空间内的电场和磁场满足 B E dl t dS D H dl t dS 这样电场和磁场可以相互激发并以波的形式由近及 远,以有限的速度在空间传播开去，就形成了电磁波。
偶极子周围的电磁场
z
E
S a .
E
. H a
H
p
b . S E . y b
H
x
12-3 电磁波
1. 电磁波是横波, E , H , v 构成正交右旋关系. 电磁波是偏振波, E , H 都在各自的平面内 振动,且 E , H 是同位相的.
解： (1)由于l« R,故平板 间可作匀强电场处理,
O
P
O
U U 0 sin t E l l
根据位移电流的定义
R
l
d e d DS dE 2 0R 2 Id 0 R U 0 cos t dt dt dt l
12-1 位移电流
dQ d CU dU 另解 I d C dt dt dt
12-3 电磁波
在远离偶极子的地方（r>>l），因 r 很大，在通常的 研究范围内， 的变化很小，故 E , H 的振幅可看作 恒量，因而
r E E 0 cos t v r H H 0 cos t v
平面电磁波方程
12-3 电磁波
E
在无限大均匀绝缘介质(或真空)中,平面电磁波的性 质概括如下:
2. 在同一点的E、H值满足下式:
H
v
平面电磁波示 意图
E H
12-3 电磁波
3. 电磁波的传播速度为
v 1
8 1
真空中 v c 1 0 0 2.9979 10 m s 实验测得真空中光速
2
电荷和电流作简谐振动，周期变化
q q0 cos( t )
i q0 sin( t )
12-3 电磁波
振荡角频率 电场 磁场
1 LC
振荡频率
f
2
1 2 LC
q E 0 0S
B 0 ni
1q We 2C
1 2 Wm Li 2
12-3 电磁波
?
LC回路能否有效地发射电磁波
LC回路有两个缺点： (1)振荡频率太低 LC电路的辐射功率 S
4
(2)电磁场仅局限于电容器和自感线圈内 解决途径： (1)提高回路振荡频率
1
LC
(2)实现回路的开放
12-3 电磁波
C
0S
d
L 0 n 2V
q
从LC振荡电路 到振荡电偶极子
c 2.99792458 10 m s
8
1
光波是一种电磁波
12-3 电磁波 四、电磁波谱
将电磁波按 波长或频率 的顺序排列 成谱
12-3 电磁波 三、平面电磁波的传播
电偶极子的辐射场
各向同性介质中，可由 波动方程解得振荡偶极
z
P r p
E
v
H
y
子辐射的电磁波 球面电磁波方程
2
x
1 v
p0 sin r E( r , t ) cos t 2 4 v r v 2 p0 sin r H ( r ,t ) cos t 4vr v
12-1 位移电流
rR
P
O O
L2
2 H 2 dl I d J dR
2
R
l
0 R U0 1 Id H2 cos t r 2r 2l