电磁场&电磁波

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电磁场分类

电磁场分类

电磁场分类
电磁场是指由电荷和电流所产生的场。

根据电磁场的性质和应用,可以将电磁场分为静电场、恒定磁场和交变电磁场三类。

静电场是指在无电荷运动或电荷运动很慢的情况下产生的电场。

静电场的特点是电场强度和电势在空间中不随时间变化。

在静电场中,电荷是静止的或者只有极小的运动速度。

恒定磁场是指电流保持不变的情况下产生的磁场。

恒定磁场的特点是磁场强度不随时间变化,但是磁场的方向和大小都与电流的方向和大小有关。

交变电磁场是指电荷和电流随时间变化而产生的电磁场。

交变电磁场的特点是电场和磁场都随时间变化,而且它们的变化是相互关联的。

交变电磁场的应用非常广泛,例如在通信、电力传输和医学等领域都有重要的应用。

总的来说,电磁场的分类是根据其产生的原理和特点来进行的。

不同类型的电磁场在应用上有着不同的重要性和用途。

- 1 -。

电磁场理论知识点总结

电磁场理论知识点总结

电磁场理论知识点总结一、电磁场的基本概念电磁场是物理学中的一个重要概念,它是由电场和磁场相互作用而形成的统一体。

电场是由电荷产生的,它对处在其中的电荷有力的作用。

电荷分为正电荷和负电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。

电场强度是描述电场强弱和方向的物理量,用 E 表示。

电场强度的定义是单位正电荷在电场中所受到的力。

磁场是由电流或者运动电荷产生的,它对处在其中的运动电荷或者电流有力的作用。

磁场强度用 H 表示,磁感应强度用 B 表示。

磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,它等于垂直通过单位面积的磁力线的数量。

二、库仑定律与高斯定理库仑定律描述了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量以及距离之间的关系。

其表达式为:F = k q1 q2 / r²,其中 k 是库仑常量,q1 和 q2 是两个点电荷的电荷量,r 是它们之间的距离。

高斯定理是电场中的一个重要定理,它表明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的代数和除以真空中的介电常数。

简单来说,如果一个闭合曲面内没有电荷,那么通过这个曲面的电通量为零;如果有电荷,电通量就与电荷量成正比。

三、安培定律与毕奥萨伐尔定律安培定律描述了电流元在磁场中所受到的安培力。

安培力的大小与电流元的大小、电流元所在位置的磁感应强度、电流元与磁感应强度之间的夹角有关。

毕奥萨伐尔定律用于计算电流元在空间某点产生的磁感应强度。

它表明电流元在空间某点产生的磁感应强度与电流元的大小、电流元到该点的距离以及电流元与该点连线和电流方向之间的夹角有关。

四、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律指出,当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电动势。

感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。

这一定律揭示了电磁感应现象的本质,是发电机等电磁设备的工作原理基础。

五、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电磁场理论的核心,它由四个方程组成,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和安培麦克斯韦定律。

电磁场与电磁波第二版答案陈抗生

电磁场与电磁波第二版答案陈抗生

电磁场与电磁波第二版答案陈抗生【篇一:2011版电磁场与电磁波课程标准】xt>课程编号:适用专业:总学时数:学分:07050021 通信工程本科理论32学时 3一、课程目的及性质电磁场与电磁波是通信技术的理论基础,通过本课程的学习,使学生掌握电磁场的有关定理、定律、麦克斯韦方程等的物理意义及数学表达式。

使学生熟悉一些重要的电磁场问题的数学模型(如波动方程、拉氏方程等)的建立过程以及分析方法。

培养学生正确的思维方法和分析问题的能力,使学生学会用场的观点去观察、分析和计算一些简单、典型的场的问题。

为后续课程打下坚实的理论基础。

二、本课程的基本内容第一章矢量分析(一)教学目的与要求1、理解矢量的标积和矢积;2、理解标量场的方向导数与梯度;3、理解矢量场的通量、散度与散度定理;4、理解矢量场旋度的散度,标量场梯度的旋度;5、理解亥姆霍兹定理、正交曲面坐标系。

(二)教学的重点与难点 1、 2、 3、矢量场中的散度定理和斯托克斯定理;无散场、无旋场的含义;格林定理。

(三)课时安排理论6课时(四)主要内容第一节:标量与矢量(1)课时 1、 2、 3、矢量的代数运算矢量的标积与矢积标量场的方向导数与梯度第二节:矢量场(1)课时 1、矢量场的通量、散度与散度定理 2、矢量场的环量、旋度与旋度定理第三节:无散场与无旋场(1)课时1、矢量场旋度的梯度2、标量场梯度的旋度3、格林定理第四节:矢量场的基本定义和坐标系 1、格林定理2、矢量场的唯一性定义3、亥姆霍兹定理4、正交曲面坐标系(3)课时第二章静电场(一)教学目的与要求 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、8、(二)教学的重点与难点 1、 2、 3、 4、电荷分布与电场强度、电位的关系式;静电场边界中:束缚电荷与电场,极化强度的关系;电场能量;虚位移方法在求解电场作用力的应用。

理解电通量定理,电场线及电场强度方向;理解真空中静电场的积分和微分形式;理解电荷的面密度和线密度与电位、电场强度的关系;理解束缚电荷与极化强度的关系;理解介质中静电场的微分与积分形式;理解静电场的边界条件;理解电容与电场能量的关系;理解虚位移方法在求解作用力的方法在常电荷,常电位系统中的应用。

电磁场与电磁波的历史与发展

电磁场与电磁波的历史与发展

电磁场与电磁波的历史与发展一、历史的前奏静磁现象和静电现象:公元前6、7世纪发现了磁石吸铁、磁石指南以及摩擦生电等现象。

1600年英国医生吉尔伯特发表了《论磁、磁体和地球作为一个巨大的磁体》的论文。

使磁学从经验转变为科学。

书中他也记载了电学方面的研究。

静电现象的研究要困难得多,因为一直没有找到恰当的方式来产生稳定的静电和对静电进行测量。

只有等到发明了摩擦起电机,才有可能对电现象进行系统的研究,这时人类才开始对电有初步认识。

1785年库仑公布了用扭秤实验得到电力的平方反比定律,使电学和磁学进入了定量研究的阶段。

1780年,伽伐尼发现动物电,1800年伏打发明电堆,使稳恒电流的产生有了可能,电学由静电走向动电,导致1820年奥斯特发现电流的磁效应。

于是,电学与磁学彼此隔绝的情况有了突破,开始了电磁学的新阶段。

19世纪二、三十年代成了电磁学大发展的时期。

首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培,他在得知奥斯特发现之后,重复了奥斯特的实验,提出了右手定则,并用电流绕地球内部流动解释地磁的起因。

接着他研究了载流导线之间的相互作用,建立了电流元之间的相互作用规律——安培定律。

与此同时,比奥 沙伐定律也得到发现。

英国物理学家法拉第对电磁学的贡献尤为突出。

1831年发现电磁感应现象,进一步证实了电现象与磁现象的统一性。

法拉第坚信电磁的近距作用,认为物质之间的电力和磁力都需要由媒介传递,媒介就是电场和磁场。

电流磁效应的发现,使电流的测量成为可能。

1826年欧姆(Georg Simon Ohm,1784—1854)因而确定了电路的基本规律——欧姆定律。

及至1865年,麦克斯韦把法拉第的电磁近距作用思想和安培开创的电动力学规律结合在一起,用一套方程组概括电磁规律,建立了电磁场理论,预测了光的电磁性质,终于实现了物理学史上第二次理论大综合。

爱因斯坦在纪念麦克斯韦100周年的文集中写道:“自从牛顿奠定理论物理学的基础以来,物理学的公理基础的最伟大的变革,是由法拉第和麦克斯韦在电磁现象方面的工作所引起的”。

电磁场与电磁波揭示电磁场与电磁波的本质与关系

电磁场与电磁波揭示电磁场与电磁波的本质与关系

电磁场与电磁波揭示电磁场与电磁波的本质与关系电磁场和电磁波是描述电磁现象的两个重要概念。

电磁场是由电荷所构成的空间区域周围存在的物理场,它的存在和变化可以对其他电荷产生力的作用。

而电磁波则是电磁场在空间中的传播,具有波动性质,可以传递能量和信息。

本文将探讨电磁场与电磁波的本质以及它们之间的密切关系。

一、电磁场的本质电磁场是由电荷所激发产生的一种物理场。

根据库伦定律,电荷间的相互作用是通过电磁场传递的,这种传递是瞬时的,即时的。

电磁场存在于电荷周围的空间中,不仅与电荷的性质相关,也与电荷的运动状态有关。

电磁场的本质是一种信息媒介,它可以将电荷的信息传递给其他电荷,从而实现信息的传递和相互作用。

电磁场的强弱和方向是通过电场和磁场来描述的。

电场是由电荷产生的一种力场,它的本质是描述电荷对其他电荷产生力的作用。

磁场是由电流或者称为移动电荷的磁矩产生的一种力场,它的本质是描述电流对其他电荷产生力的作用。

电场和磁场相互垂直,并且彼此相互依赖、相互影响,共同构成了电磁场。

二、电磁波的本质电磁波是电磁场在空间中的传播。

当电荷发生变化时,电磁场会随之变化,产生扰动。

这种扰动以波的形式传播出去,形成电磁波。

电磁波是一种横波,具有电场和磁场相互垂直的振动分量。

电磁波的传播速度是光速,也是任何物质能传播的最大速度。

电磁波具有电磁场的性质,它们都是由电荷产生和激发的,并且都遵循麦克斯韦方程组来描述。

电磁波有三个基本特征:振幅、波长和频率。

振幅表示电场和磁场的最大值,波长表示波的周期性特征,频率表示波的振动次数。

这些特征决定了电磁波在空间中的传播性质,如波速、传播方向等。

三、电磁场与电磁波的关系电磁场和电磁波之间存在着密切的关系。

首先,电磁波是电磁场的传播形式,它是电磁场的集体运动状态,承载着电磁场的能量和信息。

电磁波的产生需要电场和磁场相互作用,并满足一定条件才能形成稳定的电磁波。

其次,电磁波可以通过电磁场的相互作用和传递来影响其他物体和介质。

电磁场的边界条件(二)

电磁场的边界条件(二)

顷厂 Bx = B、一 B2x = 30"。H2x = B = 10 (-ax) X[6ax +
含有Js的分界面 衔接条件
Sy-(H2xax + H2yay + H&)]= -也 —H2y =4
= 得:H2=H2xdx + H2 ydy
〃O(3OR B2=%厅2 =
10 句
+
4a
y
+12a y)
H2z = 0
8\ S=心 s
矢量形式
n • (A Ps
nx(E] _E2)=。
n • (&一窟)=o
n x (亘 1-百2)="S n • (J、D-写
ot
n x (A —乙)=0
冒1 1 s = ^21S
注意:应用这些边界条件时,必须牢记以下性质
(1)在理想导体(CT = 8)内部的电磁场为零,理想导体表
s 面存在P 和。
思考:若面电流J = ^y~ ^az, 答案是否变化,如何变?
小结:
1. 磁场法向分量的边界条件 Bin = Bn
2. 磁场切向分量的边界条件 沁(瓦—貽=js
3. 矢量磁位的边界条件4|s= 4|s
4. 标量磁位的边界条件 編|s = ©m2 Is _
5. 电流密度的边界条件臨(」1-,2) = - n X (」-二)=0
亘.页=1
= He/-H2t △/ I = Js △/
于是:H「H:=囚或方、(冗匚百2)二刃
牛-与=J
Ml M
已知:B -牛=J 風=风
卩\ 卩2
若: JS = 0
风/
/B\nan0 二
当:
卩2taTn8^

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有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称。

电荷会产生电场,而电流会产生磁场。

电场是由电荷产生的,它对处在其中的电荷有力的作用。

电场强度是描述电场强弱和方向的物理量,用 E 表示,单位是伏特每米(V/m)。

电场线可以形象地描绘电场的分布,其疏密程度表示电场强度的大小,切线方向表示电场的方向。

磁场是由运动电荷或电流产生的,对处在其中的运动电荷或电流有力的作用。

磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,用 B 表示,单位是特斯拉(T)。

磁感线可以形象地描绘磁场的分布,其疏密程度表示磁感应强度的大小,切线方向表示磁场的方向。

二、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电磁场理论的核心,它由四个方程组成,分别描述了电场和磁场的产生、变化和相互关系。

1、高斯定律:描述了电场的散度与电荷量之间的关系。

对于静电场,通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的电荷量除以真空中的介电常数。

数学表达式:∮E·dS = q /ε₀2、高斯磁定律:表明磁场的散度恒为零,即磁感线总是闭合的,没有磁单极子存在。

数学表达式:∮B·dS = 03、法拉第电磁感应定律:指出时变磁场会产生感应电场,感应电场的环流等于磁通量的变化率的负值。

数学表达式:∮E·dl =dΦ/dt4、安培麦克斯韦定律:修正了安培环路定律,不仅电流会产生磁场,时变电场也会产生磁场。

数学表达式:∮B·dl =μ₀(I +ε₀dΦₑ/dt)三、电磁波的产生与传播电磁波是由时变的电场和磁场相互激发而产生的,并在空间中以波动的形式传播。

变化的电流或电荷是电磁波的源。

电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播。

在真空中,电磁波的传播速度为光速 c,约为 3×10⁸米每秒。

电磁波具有波的特性,如波长、频率、波速之间的关系:v =fλ,其中 v 是波速,f 是频率,λ 是波长。

电磁场理论课件 第五章 第4节 电磁场的动量


又因为
I
其中
I exex eyey ezez

E2 I E2 ( I E2 )
所以 同理
(
E)E
(
E)
E
(EE)
1
(I
E
2
)
(
B)B
(
B)
B
(BB)
2 1
(I
B
2
)
2
所以
f
0 EE
1
0
BB
1 2
I (0 E 2
1
0
B
2
)
t
( 0 E
B)
一、电磁场的动量密度和动量流密度
动量守恒文字表述:
单位时间内通 过界面传入V 内的动量

V内带电粒子 动量增加率

V内电磁场动 量的增加率
g —— 电磁场动量密度
T —— 电磁场动量流密度
f —— 运动带电粒子所受的力密度(洛仑兹力密度 )
数学表达:
T
d
fdV
d
gdV
S
V
dt V
应用数学中的高斯定理,上式变为
ez
ez
)(
0
E
2
1
0
B2)
对于平面电磁波
有 T wezez
0E2
1
0
B2
w

T w ezez

T wnn
又因为平面波
g
w
n
c
所以动量流密度张量也可以写为
T
cgnn
,或
T
cgnn
二、辐射压力
基本概念:电磁波作用到物体上,会对物体施加一定的压力,称为辐射压 力。原因:电磁波具有动量,入射到物体上,会动量转移,物体的动量 改变率就是所受到的辐射压力。

电磁场中的磁化和电场极化

电磁场中的磁化和电场极化电磁场是物理学中一个非常重要的概念。

在电磁场中,物质的磁化和电场的极化是两个常见的现象。

在本文中,我们将探讨电磁场中磁化和电场极化的原理和应用。

首先,让我们来了解电磁场中的磁化现象。

磁化是指物质受到外部磁场作用后,自身内部磁矩的重新排列过程。

当物质受到磁场的作用时,其中的微小磁矩将会重新排列,指向磁场的方向。

这种重新排列使得物质本身表现出一定的磁性,称为磁化。

磁化现象在各个领域中都有广泛的应用。

在电磁感应中,当导体中的电流变化时,会产生磁场。

通过在导体附近放置一个磁体,可以使得导体受到磁场的作用,进而改变导体中的电流。

这种原理在发电机和电动机中得到了应用。

另一个与磁化相关的现象是磁性材料的吸附力。

当将一个磁性物体靠近磁体时,磁性材料中的微小磁矩会受到外部磁场的作用而重新排列。

这种重新排列使得磁性物质受到磁体的吸引力。

这种现象在现实生活中的磁铁、电磁吸盘等物品中得到了应用。

接下来,让我们探讨电场中的极化现象。

电场极化是指电场作用下,非极性物质中正负电荷的重新分布过程。

当物质受到电场的作用时,其中的正负电荷会重新分布,使得物质中的正电荷偏向于电场的负极,负电荷偏向于电场的正极。

这种重新分布使得物质本身表现出一定的极性,称为电场极化。

电场极化在电容器和介电材料中有重要的应用。

在电容器中,当两个带有电荷的导体板之间放置一层绝缘材料时,绝缘材料中的正负电荷会被电场分离,形成正极和负极。

这种构造使得电容器能够储存电荷和电能,在电子设备中广泛使用。

另一个与电场极化相关的现象是静电吸附。

当物体受到摩擦或者电场作用时,会产生静电荷。

这些静电荷会受到外部电场的作用,使得物体受到吸引或者排斥。

这种现象在打印机、喷墨打印机等设备中被广泛应用。

总结起来,电磁场中的磁化和电场极化是物质在外部磁场和电场作用下的表现。

磁化和电场极化现象在各个领域中都有广泛的应用,包括发电机、电动机、磁铁、电磁吸盘、电容器、静电吸附等。

电磁场与电磁波的传播速度

电磁场与电磁波的传播速度电磁场和电磁波在物理学中起着重要的作用,了解它们的传播速度对于我们理解电磁现象和应用电磁技术都至关重要。

本文将介绍电磁场和电磁波的基本概念,并详细讨论它们的传播速度。

一、电磁场的概念与传播速度电磁场是由电荷所产生的物理现象,它是由电场和磁场组成的。

电场是由电荷周围产生的力场,描述了电荷之间相互作用的力。

磁场是由运动带电粒子所产生的力场,描述了电流和磁矩之间相互作用的力。

在经典电磁学中,电磁场遵循麦克斯韦方程组的描述。

根据麦克斯韦方程组的推导,电磁场的传播速度等于光速,即3×10^8米/秒。

这个速度被定义为真空中的光速,通常用符号"c"表示。

光速是自然界的一个基本常数,与真空中的介质无关。

二、电磁波的概念与传播速度电磁波是由电磁场的振荡所产生的波动现象。

在电磁波中,电场和磁场彼此垂直并以相同频率振荡,且它们的能量在空间中传播。

根据麦克斯韦方程组的解析解,电磁波的传播速度也等于光速。

电磁波在真空中传播的速度是一个与频率和波长无关的常数,即3×10^8米/秒。

这表明,无论电磁波的频率高低,波长长短,其传播速度都是不变的。

三、电磁波的传播速度与介质有关尽管电磁波在真空中的传播速度是恒定不变的,但当电磁波传播到不同介质中时,其传播速度会发生变化。

根据介质的不同,电磁波在介质中的传播速度会减小。

这是由于介质中存在电荷和原子核对电磁波的响应。

电磁波遇到介质后,会与介质中的电子和原子核相互作用,被吸收和重新辐射。

这种相互作用导致了电磁波传播速度的减小。

在介质中,电磁波的传播速度通常用相对介质中的光速来表示,即传播速度等于光速与介质折射率的乘积。

折射率是介质中光的传播速度与真空中光速的比值。

不同介质的折射率不同,因此电磁波在不同介质中的传播速度也不同。

四、总结本文介绍了电磁场和电磁波的概念,并详细讨论了它们的传播速度。

根据经典电磁学理论,电磁场和电磁波的传播速度都等于光速,即3×10^8米/秒。

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例1.3.1已知R=e x(x-x')+ey(y-y')+ez(z-z'),R=|R|。

证明:(1)▽R=R/R;(2)▽(1/R)=﹣R/R³;(3)▽f(R)=﹣▽'f(R)。

其中,▽表示对x,y,z的运算,▽'表示对x',y',z'的运算。

例1.4.2已知R=e x(x-x')+ey(y-y')+ez(z-z'),R=|R|。

求矢量D=R/R³在R≠0处的散度。

例1.5.1已知R=ex(x-x')+ey(y-y')+ez(z-z'),R=|R|。

求矢量D=R/R³在R≠0处的旋度。

习题1.23证明:(1)▽▪r=3;(2)▽×r=0;(3)▽(k▪r)=k。

其中r=ex(x)+ey(y)+ez(z),k 为一常矢量。

例2.4.1半径为a的球形区域内充满分布不均匀的体密度电荷,设其体密度为ρ(r)。

若已知电场分布为E=e r(r³+Ar²)r≤a;E=e r(a5+Aa4)r﹣²r>a。

式中A为常数,试求电荷体密度ρ(r)。

例2.4.2半径为a介电常数为ε的球形电介质内的极化强度为P=e r k/r,式子中的k的常数。

(1)计算极化电荷体密度和面密度;(2)计算电介质球内自由电荷体密度。

例2.4.4内外半径分别为a,b的圆筒形磁介质中,沿轴向有电流密度为J=e z J0的传导电流,如图。

设磁介质的磁导率为μ,求此话电流分布。

例2.5.3海水的电导率σ=4S/m,相对介电常数εr=81。

求频率f=1MHz时,海水中的位移电流与传导电流的振幅之比。

例2.5.4自由空间的磁场强度为H=e x H m cos(ωt-kz)A/m,式子中的k为常数。

试求位移电流密度和电场强度。

例2.6.2在无源(J=0、ρ=0)的电介质(σ=0)中,若已知矢量E=e x E m cos(ωt -kz)V/m,式子中的E m为振幅、ω为角频率、k为相位常数。

在什么条件下,E 才可能是电磁场的电场强度矢量?求出与E相应的其他场矢量。

习题2.3电荷q均匀分布在半径为a的导体球面上,当导体球以角速度ω绕通过球心的z轴旋转时,试计算导体球面上的面电流密度。

习题2.5一个半径为a的球形体积内均匀分布着总电荷量为q的电荷,当球体以均匀角速度ω绕一条直径旋转时,试计算球内的电流密度。

习题2.15半径为a的球形体积内充满密度为ρ(r)的体电荷。

若已知球形体积内外的点位移分布为D=e r D r=er(r³+Ar²),0<r≦a;D=e r D r=e r(a5+Aa4)/r²,r≥a。

式子中A为常数,试求电荷密度ρ(r)。

习题2.22通过电流密度为J的均匀电流的长圆柱导体中有一平行的圆柱形空腔,其横截面如图。

式计算各部分的磁感应强度,并证明空腔内的磁场是均匀的。

习题2.30 媒质1的电参数为ε1=4ε0、μ1=2μ0、σ1=0;媒质2的电参数为ε2=2ε0、μ2=3μ0、σ2=0.两种媒质分界面上的法向单位是量为e n=e x0.64+e y0.6-e z0.48,由媒质2指向媒质1.若已知媒质1内临近分界面上的点P处的磁感应强度B1=(e x-e y2+e z3)·sin 300t T,求P点处下列量的大小:B1n,B1t,B2n,B2t 。

例2补2 半径为a的无限长直导体通有电流I,计算导体外的H.
例3.13两块无限大接地导体平板分别置于x=0和x=a处,在两板之间的x=b处有一面密度为ρs0的均匀电荷分布,如图所示。

求两导体平板之间的电位和电场。

例3补2 半径为a的带电导体球。

已知球体电位为U(无穷远处电位为0)。

试计算球外空间的电位。

例3补3 如图所示。

平行板电容器由两块面积为S,相隔距离为d的平行导体板组成,极板间电压为U填充的电介质介电常数为ε=εrε0.求电容量(忽略电场边缘效应)
习题3.6 电场中有一半径为a、介电常数为ε的介质球,已知球内外的电位函数分别为
φ1=﹣E0r cosθ+(ε-ε0)a³E0cosθ/(ε﹢2ε0)r²(r≥a);
φ2 =﹣3ε0E0r cosθ/(ε﹢2ε0)(r≤a)
试验证介质球表面上的边界条件,并计算介质球表面上的束缚电荷密度。

习题3.15无限长直线电流I垂直于磁导率分别为μ1和μ2的两种磁介质的分界面,如图所示,试求:(1)两种磁介质中的磁感应强度B1和B2;(2)磁化电流分布。

例4.5.4 在无源(ρ=0,J=0)的自由空间中,已知电磁场的电场强度复矢量E (z)=e y E0e﹣jkz V/m。

式中k和E0为常数。

求:(1)磁场强度复矢量H(z);(2)瞬时坡印廷矢量S;(3)平均坡印廷矢量S av。

例5.1.1 频率为100MHz的平均平面波,在一无耗媒质中沿﹢z方向传播,其电场E=e x E x。

已知该媒质的相对介电常数εr=4、相对磁导率μr=1,且当t=0,z=1/8 m时,电场幅值为
10﹣4 V/m。

(1)求E的瞬时表达式;(2)求H的瞬时表达式。

例5.1.3自由空间中平面波的电场强度E=e x50cos(ωt-kz)V/m,求在z=z0处垂直穿过半径R=2.5m的圆平面的平均功率。

例5.2.1判别下列均匀平面波的极化形式:
(1)E(z,t)=e x E m sin(ωt-kz-π/4)+ e y E m cos(ωt-kz+π/4)
(2)E(z)=e x jE m e jkz-e y jE m e jkz
(3)E=e x E m cos(ωt-kz)+ e y E m sin(ωt-kz+π/4)
习题5.6在自由空间传播的均匀平面波的电场强度复矢量为
E=e x10﹣4e﹣j20πz +e y10﹣4 e﹣j(20πz-π/2)V/m
试求:(1)平面波的传播方向和频率
(2)波的极化方式
(3)磁场强度H
(4)流过与传播方向垂直的单位面积的平均功率
习题5.10均匀平面波的磁场强度H的振幅为1/3πA/m,在自由空间沿﹣e z方向传播,其相位常数β=30rad/m。

当t=0、z=0时,H在﹣e y方向。

(1)写出E和H的表达式
(2)求频率和波长。

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