電磁振蕩與電磁波文檔良心出品

第十二章電磁波本章基本要求了解電磁波的性質(zhì)。最簡(jiǎn)單的LC回路（無阻尼自由振蕩電路）2.振蕩過程分析如上圖，最簡(jiǎn)單的LC回路（無阻尼自由振蕩電路）2.振蕩過程分析如上圖，IQWeWm都作周期性振湯。0,1=0,Q=Q0yi。4Q=0,TI=0,t,2Q=—Qo丄3TI=Iot,2Q=0§12—1電磁振湯KtB,&對(duì)C充電，tQ0KtA,C上的q,電路中的I都將作周期性振蕩一一電磁振蕩。理想情況：無阻尼自由電磁振蕩。3.與彈簧振子類比（力、電對(duì)比）類比：X,We，Ep,Wm、Ek電磁振蕩方程力電對(duì)比法:2電場(chǎng)能：2電場(chǎng)能：w^2L彈性勢(shì)能：Wp=￡kx21q1q：——x,Ck, Qo：——-A磁場(chǎng)能：W^1LI2,動(dòng)能：E^-mv222L■m,I■v,Io Vo與振動(dòng)方程類比:d2xdt2解：x=Acos（‘t:）d2qdt2ALC:Lc‘解:qgcos（tJ分析:Ucd2q普）七2dt.2dqqdt2LC=0GO=J——}LC電磁振蕩的周期和頻率2二、LC3T--Q0sin（‘t亠「）=I0cos（■t ）2nI0~Q0:電流振幅；I位相超前一2電磁場(chǎng)的能量電場(chǎng)能:We2q2C電場(chǎng)能:We2q2C2Ccos2（‘t：）磁場(chǎng)能:LI2磁場(chǎng)能:LI2餌sin2（‘t「）2C總能量:W=We Wm2總能量:W=We Wm2Q。22C電磁場(chǎng)能量守恒§12-2電磁波. 電磁波的產(chǎn)生與傳播波源：振蕩偶極子

要求：①振蕩LC回路②開放能向外輻射能量③頻率咼。輻射功率:i③頻率咼。輻射功率:2:LC開放式振蕩電路一天線一振蕩偶極子:p=ql=IQ。cos（，t，；：冷）=傳播：變化的磁場(chǎng)激發(fā)電場(chǎng)：變化的電場(chǎng)激發(fā)磁場(chǎng)：設(shè)電磁波源為交變的電流或電場(chǎng)，則：交變的電場(chǎng)激發(fā)交變的磁場(chǎng)，交變的磁場(chǎng)又激發(fā)交變的電場(chǎng)……如圖，E,H,r相互垂直,由麥克斯韋方程組可算得:E(r,t)cos[■(t--)]uH(r,t)rcos[■(t)]u為球面波方程。式中,u ，為電磁波速。r很大時(shí)，振幅中的r及sin二可看作恒量，則:r為平面簡(jiǎn)諧波方程E=E°cos「（t一一）］為平面簡(jiǎn)諧波方程{uH二H°cos［，（t-丄）］u. 平面電磁波的性質(zhì)電磁波是橫波；E和H振動(dòng)的相位相同;4.沿給定方向傳播的電磁波， E和H分別在各自的平面上振動(dòng)（偏振性）；55.電磁波的傳播速度取決于媒質(zhì)的性質(zhì):6.6.電磁波的頻率等于振蕩電偶極子的頻率，E和H的振幅都與頻率的平方成正比。電磁波的能量輻射能：以電磁波的形式傳播的能量;能量密度： w二weWm=-；E2-H22.能流密度S（坡印廷矢量，2.W=wdAdl=wdAudtcWwdAudtS二dAdtdAdt=wu=(丄；W=wdAdl=wdAudtcWwdAudtS二dAdtdAdt=wu=(丄；E2 -JH222)u=EHdA(—u)竺戶『（I16二2r2dl=udt--)u平均能流密度:S丄SdtTo2216S丄SdtTo2216二r2cos■(t)dt

u3p02時(shí)4sin2日32二2r23.輻射功率:單位時(shí)間內(nèi)輻射出去的能量2 4.2P二Sd2 4.2P二Sd；「二Sr2sin^d対‘=16二2r2cos2，(t-r)r2sin說說‘u'(t--)u平均輻射功率：P'(t--)u平均輻射功率：P」TpdtTo2 4■-P0 ■4ocV12二u四.應(yīng)用舉例例1.某廣播電臺(tái)的平均輻射功率P=15KW，假定輻射出去的能流均勻地分布在以電臺(tái)為中心的半個(gè)球面上。1)求離電臺(tái)r=10Km處的輻射強(qiáng)度；2)若r=10Km處的電磁波可看作平面波，求該處的電場(chǎng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)強(qiáng)度的振幅。解：1)5=2?3910^(J sJ)2)E。==0.134(VmH):“0Ho=J2S=4.47漢10」(Am」)§12-3電磁波譜(略)本章小結(jié)1、