大学物理学 第十六章第五节电磁波.ppt

* 第五节 电磁波 麦克斯韦1865年预言了电磁波(electromagnetic wave)，1888年赫兹 (Hertz)用实验证实了电磁波的存在。 在均匀无限大媒质中，若无自由电荷和传导电流( ?0 = 0 ； j0 = 0 )，再考虑到D = ?E，B = ?H，由麦克斯韦电磁场方程组可解出一维情形下E(x,t)、H(x,t)的波动方程 一、电磁波的产生与传播 由麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生变化的磁场，而变化的磁场又产生变化的电场，这样就产生了电磁波。 如广播电台 声 电 电磁波发射 电视台 声光 电 电磁波发射 最后形成电偶极子，即发射电磁波的天线。 二、明确几点 1.电磁波的传播不依赖任何媒质可在真空中传播。 2.电磁波在媒质中传播的速度 真空中 即光速，光是一种电磁波。 三、电磁波性质 1.电磁波是横波 E、H 与传播方向 k 垂直。 2.E与H相互垂直，并与k构成右手螺旋系。 3.E 与 H 同相位。 4.介质中 E 与 H 数值上成正比。 四、电磁波的能量密度 电磁波的传播过程为能量的传播过程，即辐射能。 电场能量密度 磁场能量密度 5.电磁波的传播速度为 五、电磁波的能流密度 电磁场能量密度 单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的辐射能。 由 和 矢量式 S 称为辐射强度矢量或坡印延矢量。 六、电磁波的动量 爱因斯坦质能关系式： 单位体积中电磁场的质量： 单位体积中电磁场的动量： 在单位时间内，通过垂直于传播方向的单位面积的电磁场动量，即动量流密度： 单位面积所受的辐射压力： *