第四章 时变电磁场 [兼容模式].pdf

第第四章章 时变电磁场时变电磁场 即变化的磁场会产生电场，变化的电场也能产生磁 场。时变电磁场的核心理论是麦克斯韦方程组。 1 时变电磁场具有广泛的应用领域： 通信通信：利用电磁波进行信息的传输和通信利用电磁波进行信息的传输和通信； 雷达：利用电磁波进行目标的探测和测距； 遥感：利用传感器获取物体所辐射或反射电磁波强度及 其时空分布，获取大气、陆地和海洋环境信息； 涉及：电磁波的辐射、波与物质的相互作用、电磁波传输与 传播、电磁波信号的接收、电子系统、电磁波信号处 理和信息的获取； 难点难点：：时变电磁场之间相互激励而具有时变电磁场之间相互激励而具有波动特性波动特性，，波动使时波动使时 变电磁场的叠加不仅要考虑矢量的方向，同时还要考 虑波虑波相位相位对叠加的影响对叠加的影响；；电磁场的大小和方向随时间电磁场的大小和方向随时间 而变化，将导致介质的极化和磁化特性随时间而变 化化，使介质呈现色散特性等使介质呈现色散特性等。 2 目目 录录 4.1 波动方程 4.2 电磁电磁场的位的位函数数 4.34.3 电磁场守恒定律电磁场守恒定律 4.4 惟一性定理 4.5 时时谐电磁电磁场 3 4.1 波动方程 由麦克斯韦方程可建立电磁场的波动方程，它揭示了时变 电磁场的运动规律，即电磁场的波动性。下面建立无源空间中 电磁场的波动方程电磁场的波动方程。 当所讨论的区域中没有外源，即J = 0 ，且媒质为理想介 质，即此时传导电流为零，自然也不存在体分布的时变电荷， 即 = 0 ，则在线性、各向同性的均匀媒质中，麦克斯韦方程 变为变为：   E  H  t      H     EE  EE  ((HH ))  t t   HH 00  E 0 4   2 电场强度满足的波动方程  EE E  0