大学物理第五版下册10-7平面电磁波.ppt

第十章 波动 10-7 平面电磁波 物理学 第五版 按照麦克斯韦电磁场理论，变化的电场在其周围空间要产生变化磁场，而变化的磁场又要产生新的变化电场。这样，变化电场和变化磁场之间相互依赖，相互激发，交替产生，并以一定速度由近及远地在空间传播出去。 一 电磁波的产生与传播 变化的电磁场在空间以一定的速度传播就形成电磁波. 要产生电磁波，必须有把电磁波的能量辐射到空间里的波源。 理论表明，电磁波辐射的能量与其频率的四次方成正比→提高振荡电路的固有频率； 减小L,C的值，提高振荡电路的固有频率。 LC振荡电路的电场能量与磁场能量局限于电容器和线圈内→改变振荡电路的形状，将电磁场的能量辐射到空间里。 + - + 振荡电偶极子 + - 减小电容器的电容：①减小极板面积→缩小为两个点； ②拉开极板的间距→拉开至无限远。 减小线圈的电感：减少线圈的匝数→直至成一根直导线。 振荡电路的电场能量和磁场能量储存在周围的空间里，电磁场的能量就可以辐射到空间里。 在直线形的电路上引起电磁振荡，直线形电路两端出现交替变化的等量异号的电荷→形成振荡电偶极子，作为发射电磁波的天线向周围空间发射电磁波。 振荡电偶极子发射电磁波的过程，可以简化成电偶极子相对于公共中心作简谐振动的过程。 产生与传播 过程浏览 不同时刻振荡电偶极子附近的电场线 + + + + + + + - 振荡电偶极子附近的电磁场线 振子的近场 续上 电磁波接收 续上 续7 极轴 传播方向 极坐标系中，空间任一点处的电场强度的大小为： 空间任一点处的磁场强度的大小为： 电磁波的传播速度与介质的电容率和磁导率的关系为： 电磁波的电场强度 、磁场强度 和传播方向三者相互垂直，并成右手螺旋关系。 和 的波动方程 均与 成正比 波动因子 波幅最大 波幅为零 方向因子 球面波 在离偶极子很远的区域，电磁波呈现为平面波 沿ox轴正向传播平面电磁波波动方程为： 波数 平面电磁波