電磁波產生原理

1、平面電磁波 電電磁磁波波 由麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場產生變化的磁場，由麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場產生變化的磁場，而變化的磁場又產生變化的電場，這樣，變化電場和變化磁場而變化的磁場又產生變化的電場，這樣，變化電場和變化磁場之間相互依賴，相互激發(fā)，交替產生，并以一定速度由近及遠之間相互依賴，相互激發(fā)，交替產生，并以一定速度由近及遠地在空間傳播出去。這樣就產生了電磁波。地在空間傳播出去。這樣就產生了電磁波。一一 電磁波的產生與傳播電磁波的產生與傳播 (1) (2) LC211 1、電磁波的波源、電磁波的波源 CLCdSLNLC14輻射功率輻射功率振蕩偶極子類似一個正負電荷相對中心作諧振

2、動的彈簧振蕩偶極子類似一個正負電荷相對中心作諧振動的彈簧,可激發(fā)渦旋電場可激發(fā)渦旋電場.電偶極矩電偶極矩: p = p0 cos t 電源電源LCRLC振蕩器振蕩器傳輸線傳輸線偶極子天線偶極子天線電磁波電磁波發(fā)射無線電短波的電路示意圖發(fā)射無線電短波的電路示意圖EBEcccc+-B振蕩電偶極子附近的電磁場線振蕩電偶極子附近的電磁場線0p極軸極軸傳播方向傳播方向rEH2、電偶極子的電磁場電偶極子的電磁場 離振子的距離離振子的距離r遠大于電遠大于電磁波波長磁波波長 的波場區(qū)，波面的波場區(qū)，波面趨于球面，電磁場分布比趨于球面，電磁場分布比較簡單。較簡單。 yE zH xu)(cos4sin),(20u

3、rtrptrE)(cos4sin),(20urtrptrH1u)cos()(cos00kxtEuxtEE)cos()(cos00kxtHuxtHH2k 赫茲實驗在人類歷史上赫茲實驗在人類歷史上首次首次發(fā)射和接收了電磁波，且通發(fā)射和接收了電磁波，且通過多次實驗證明了電磁波與光波一樣能夠發(fā)生反射、折射、過多次實驗證明了電磁波與光波一樣能夠發(fā)生反射、折射、干涉、衍射和偏振，驗證了麥克斯韋預言，揭示了光的電磁干涉、衍射和偏振，驗證了麥克斯韋預言，揭示了光的電磁本質，從而本質，從而將光學與電磁學統(tǒng)一起來。將光學與電磁學統(tǒng)一起來。 *赫赫茲茲實實驗驗1. .電磁波是橫波電磁波是橫波xzyyEzH yE z

4、H xu 偏振性，偏振性， ， 分別分別在各自的平面方在各自的平面方向上振動向上振動。 EH 與與 分分別在相互垂直別在相互垂直的平面內振動，的平面內振動，并與并與 構成右構成右手螺旋系。手螺旋系。EHu2. 2. 同相位同相位HE、3. . 與與 數(shù)值上成比例。數(shù)值上成比例。EHHE1u真空中真空中001u7121041085.81m/s10384. .電磁波在媒質中傳播的速度電磁波在媒質中傳播的速度三三 電磁波的能量電磁波的能量 uwSw ，u 222121HEwwwme HESHEu1EHEHHEHEuS21222uSEHS vrtrPS22224203cos16sin(1)(1)(2)

5、(2)(3)(3)r 5101 442012upp760nm400nm 可見光可見光 電電 磁磁 波波 譜譜紅外線紅外線 紫外線紫外線 射射 線線X射線射線長波無線電波長波無線電波61010101410181022102104108101210161020102410010頻率頻率Hz1610810波長波長m4104100108101210短波無線電波短波無線電波 宇宇宙宙射射線線 射射線線 X X射射線線 紫紫外外線線 可可見見光光紅紅外外線線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長長波波無無 線線 電電 波波12101010410210210410610)

6、c( m221031610314103121034103)Hz( mmmmmmmmmm11 .010120010103200103103343電磁波譜電磁波譜真空中波長真空中波長主要產生方式主要產生方式 由熾熱物體、氣體放電或其他光源激發(fā)分子或原子等微觀客體所產生的電磁輻射紅外線紅外線mm60076. 0可見光可見光紅紅橙橙黃黃綠綠青青藍藍紫紫紫外線紫外線00400050AA446040004640446050004640578050005921578062005920760062000A電磁波譜電磁波譜真空中波長真空中波長主要產生方式主要產生方式 X 射線射線00504 .0AA 射線射線以下04.0A由放射性原子衰變時由放射性原子衰變時發(fā)出的電磁輻射或用發(fā)出的電磁輻射或用高能粒子與