大學(xué)物理第五版下冊(cè)10-7平面電磁波

按照麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)在其周圍空間要產(chǎn)生變化磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)又要產(chǎn)生新的變化電場(chǎng)。這樣，變化電場(chǎng)和變化磁場(chǎng)之間相互依賴，相互激發(fā)，交替產(chǎn)生，并以一定速度由近及遠(yuǎn)地在空間傳播出去。一電磁波的產(chǎn)生與傳播

變化的電磁場(chǎng)在空間以一定的速度傳播就形成電磁波.

要產(chǎn)生電磁波，必須有把電磁波的能量輻射到空間里的波源。理論表明，電磁波輻射的能量與其頻率的四次方成正比→提高振蕩電路的固有頻率；減小L,C的值，提高振蕩電路的固有頻率。

LC振蕩電路的電場(chǎng)能量與磁場(chǎng)能量局限于電容器和線圈內(nèi)→改變振蕩電路的形狀，將電磁場(chǎng)的能量輻射到空間里。+-+振蕩電偶極子+-

減小電容器的電容：①減小極板面積→縮小為兩個(gè)點(diǎn)；②拉開極板的間距→拉開至無(wú)限遠(yuǎn)。

減小線圈的電感：減少線圈的匝數(shù)→直至成一根直導(dǎo)線。

振蕩電路的電場(chǎng)能量和磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存在周圍的空間里，電磁場(chǎng)的能量就可以輻射到空間里。在直線形的電路上引起電磁振蕩，直線形電路兩端出現(xiàn)交替變化的等量異號(hào)的電荷→形成振蕩電偶極子，作為發(fā)射電磁波的天線向周圍空間發(fā)射電磁波。振蕩電偶極子發(fā)射電磁波的過(guò)程，可以簡(jiǎn)化成電偶極子相對(duì)于公共中心作簡(jiǎn)諧振動(dòng)的過(guò)程?；疚锢砟Ｐ驼袷庪娕紭O子+一對(duì)作周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的正負(fù)電荷所形成的電偶極子偶極矩cos0pwtpp0w振幅角頻率振蕩偶極子輻射電磁波過(guò)程示意(步進(jìn)分解):+p~產(chǎn)生與傳播t0+EE電偶極子的某一對(duì)電力線+HEE兩電荷相遇,電力線閉合,產(chǎn)生渦旋電場(chǎng)并激發(fā)磁場(chǎng).t4T+2TtHEHE振蕩電偶極子完成正半周的振蕩+HEHE34tTHEHE正負(fù)電荷反向相遇時(shí)新產(chǎn)生的渦旋電場(chǎng)繞向與t=T/4時(shí)的相反.+2T4tTHEHE變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互激發(fā),相互感生,向外傳播.+4t0T兩電荷相對(duì)靠近,電力線相對(duì)向外擴(kuò)展.EE+34tT2T振蕩電偶極子進(jìn)行負(fù)半周的振蕩HEHE過(guò)程瀏覽+EE+EEHEEHH++EEt=0t=T/4過(guò)程瀏覽EEHH+EEHH++HHEEEEHHt=T/2t=3T/4不同時(shí)刻振蕩電偶極子附近的電場(chǎng)線+++++++-振蕩電偶極子附近的電磁場(chǎng)線振子的近場(chǎng)EH+~+~極軸在子午面(一系列包含極軸的平面)內(nèi).E在與赤道面平行的平面內(nèi).H振蕩電偶極子發(fā)射的電磁波續(xù)上EHOEEHHO+~rr+~振蕩電偶極子發(fā)射的電磁波在子午面(一系列包含極軸的平面)內(nèi).E在與赤道面平行的平面內(nèi).H傳播方向沿的方向.rEH與相互垂直.EH波場(chǎng)中任一點(diǎn)的+~+~極軸電磁波接收超高頻發(fā)射天線接收天線E該接收天線與E平行時(shí),.eilEdl的絕對(duì)值最大續(xù)上續(xù)7超高頻發(fā)射天線H接收天線該接收天線(平面線圈)的eidFdt的絕對(duì)值最大極軸傳播方向極坐標(biāo)系中，空間任一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為：空間任一點(diǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小為：電磁波的傳播速度與介質(zhì)的電容率和磁導(dǎo)率的關(guān)系為：電磁波的電場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度和傳播方向三者相互垂直，并成右手螺旋關(guān)系。和的波動(dòng)方程均與成正比波動(dòng)因子波幅最大波幅為零方向因子球面波在離偶極子很遠(yuǎn)的區(qū)域，電磁波呈現(xiàn)為平面波沿ox軸正向傳播平面電磁波波動(dòng)方程為：波數(shù)平面電磁波二電磁波的特性（1）電磁波是橫波

三者符合右手螺旋法則（2）和同相位

（3）和的數(shù)值成比例

（4）電磁波的傳播速度

真空中等于光速三電磁波的能量回憶相關(guān)概念：電場(chǎng)能量密度：磁場(chǎng)能量密度：電磁波的特性：波的能流：波的能流密度：波的平均能流密度：電磁波的能流密度

電磁場(chǎng)能量密度

得電磁波的能流密度（坡印廷）矢量

輻射能：以電磁波的形式傳播出去的能量.將代入電磁波的能流密度（坡印廷）矢量

平面電磁波能流密度平均值

振蕩偶極子的平均輻射功率760nm400nm

可見光

電