11-04 电磁波

11-04 电磁波 11–4 电磁波第十一章机械波和电磁波电子科技大学中山学院谭朝阳麦克斯韦（1831-1879）英国物理学家。经典电磁理论的奠基人，气体动理论创始人之一。他提出了有旋场和位移电流的概念，建立了经典电磁理论，并预言了以光速传播的电磁波的存在。在气体动理论方面，他还提出了气体分子按速率分布的统计规律。 11–4 电磁波第十一章机械波和电磁波电子科技大学中山学院谭朝阳 1863 年麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出完整的电磁场理论，他的主要贡献是提出了 “有旋电场”和...

11–4 电磁波第十一章机械波和电磁波电子科技大学中山学院谭朝阳麦克斯韦（1831-1879）英国物理学家。经典电磁理论的奠基人，气体动理论创始人之一。他提出了有旋场和位移电流的概念，建立了经典电磁理论，并预言了以光速传播的电磁波的存在。在气体动理论方面，他还提出了气体分子按速率分布的统计规律。 11–4 电磁波第十一章机械波和电磁波电子科技大学中山学院谭朝阳 1863 年麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出完整的电磁场理论，他的主要贡献是提出了 “有旋电场”和“位移电流”两个假设，从而预言了电磁波的存在，并计算出电磁波的速度（即光速）。 1887年赫兹的实验证实了他的预言，麦克斯韦理论奠定了经典动力学的基础，为无线电技术和现代电子通讯技术发展开辟了广阔前景。 00 1 me =c ( 真空中 ) 一麦克斯韦的理论预言 11–4 电磁波第十一章机械波和电磁波电子科技大学中山学院谭朝阳二电磁波的辐射和传播静止的电荷不能发射电磁波。作匀速直线运动的电荷也不会发射电磁波。只有作加速运动的电荷才能辐射电磁波。实验和理论分析表明普通LC 电路的振荡频率很低，而且电磁场又被封闭在电容器和线圈内部，所以辐射功率很小。提高，必须降低电路中的电容C和电感值 L。w LC电路辐射电磁波的功率与成正比。4w 11–4 电磁波第十一章机械波和电磁波电子科技大学中山学院谭朝阳 1 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. LCT p2= LCp2 1 =n - + 振荡电偶极子 + - 0Q+ 0Q CL 11–4 电磁波第十一章机械波和电磁波电子科技大学中山学院谭朝阳振荡电偶极子附近的电磁场线 c c c c l E v E v B v B v 不同时刻振荡电偶极子附近的电场线 tpp wcos0= 11–4 电磁波第十一章机械波和电磁波电子科技大学中山学院谭朝阳 1888年：赫兹实现了电磁波的发射和接收，证实了电磁波的存在。 2 赫兹实验由于电路的C 和 L均很小，因而振荡频率可高达 108 Hz。铜杆有电阻且在空气中产生电火花，因而其上的振荡电流是衰减的，发射的电磁波也是减幅的。振荡电偶极子接收电磁波是利用电偶极子共振吸收的原理来实现。 11–4 电磁波第十一章机械波和电磁波电子科技大学中山学院谭朝阳三平面电磁波的特性 )cos()(cos 00 krtEu rtEE -=-= ww )cos()(cos 00 krtHu rtHH -=-= ww l p2 =k 1）电磁波是横波，； 2）和同相位 ; 3）和数值成比例； 4）电磁波传播速度，真空中波速等于光速 . uHuE vvvv ^^ HE vv HE vv HE me = em1=u m/s 10998.21 800 ´=== mecu H v E v uv 11–4 电磁波第十一章机械波和电磁波电子科技大学中山学院谭朝阳平面电磁波 uv E v H v r o )(cos0 u rtEE -= w )(cos0 u rtHH -= wH v E v uv 11–4 电磁波第十一章机械波和电磁波电子科技大学中山学院谭朝阳五电磁波的能量辐射能：以电磁波的形式传播出去的能量. 电磁波的能流密度 wuS = )( 2 1 22 me HEwww me +=+=电磁场能量密度 )( 2 22 HE u S me += EH= 电磁波的能流密度（坡印廷）矢量 HES vvv ´= 又 em1=u HE me = 11–4 电磁波第十一章机械波和电磁波电子科技大学中山学院谭朝阳电磁波的能流密度（坡印廷）矢量 HES vvv ´= 002 1 HES =平面电磁波能流密度平均值振荡偶极子的平均辐射功率 4 42 0 p12 wwm µ= u pp H v E v S v 11–4 电磁波第十一章机械波和电磁波电子科技大学中山学院谭朝阳 760nm 400nm可见光电磁波谱红外线紫外线射线g X射线长波无线电波 6 10 10 10 14 10 18 10 22 10 2 10 4 10 8 10 12 10 16 10 20 10 24 10 0 10 频率Hz 1610 -810波长m 410 410 -010 810 - 1210 - 短波无线电波无线电波 cm1.0~m103 4´ 760nm~nm106 5´ nm400~nm760可见光红外线 g 5nm~nm400 0.04nm~nm5 nm04.0< 紫外光 x射线射线

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