毕业设计（论文）-无限大各向异性媒质中电偶极子的辐射场.docVIP

学校编码：15014 分类号 密级 学号：10131270111 UDC 本科毕业论文(设计) 无限大各向异性媒质中电偶极子的辐射场 学生姓名： 所属院部：物理与电子信息工程学院 专 业： 物理学 指导教师： 2014年5月31日 赤峰学院本科毕业论文(设计)原创性声明 兹呈交的毕业论文(设计)，是本人在导师指导下独立完成的研究成果。本人在论文(设计)写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文(设计)而产生的权利和责任。 声明人（签名）： 指导教师（签名）： 年 月 日 目 录 1. 引言 1 2. 辐射场的解析表达式 2 2.1. 介电系数张量和相对磁导率 2 2.2. 辐射的能流密度及场 4 3. 讨论 6 3.1. 近区表达式 6 3.2. 远区表达式 7 4. 结论 8 参考文献： 8 无限大各向异性媒质中电偶极子的辐射场 杨晓静 赤峰学院物理与电子信息工程学院，赤峰 024000 摘要: 本文采用时谐因子，通过引入介电系数张量和相对磁导率，利用三维傅立叶变换方法，讨论在无限大不同介质不同方向中辐射场和能流密度的情况，得出平行于地磁场的表示方法。分别研究讨论在近区和远区平行于地磁场的电偶极子在各向异性媒质的辐射场的一般表达式。并对其结果进行分析。 关键词:电偶极子，时谐因子，三维傅里叶变换，辐射场，能流密度 1. 引言 电偶极子为两个相距很近而且等量异号点电荷组成的系统，且场点和点电荷的距离要远远大于点电荷之间的距离，在计算时可以忽略场的影响。电偶极子在电介质中是很重要的模型，我们在研究电场、磁场、电磁波的辐射和传播都要用到电偶极子的模型，运用电偶极子在计算时会比较方便也比较简单。所以在一些研究中用电偶极子来讨论。 在电动力学教材中研究讨论了电磁波的传播和辐射。变化着的电场和磁场互相激发，形成了空间中传播的电磁波，既是电磁波的传播[1]。电磁波辐射就是描述电场与磁场，二者相互作用，所形成的波动，以辐射方式传送到远方。也可以认为是电磁波携带着电磁能量脱离波源向外传播不再返回的现象也可叫电磁辐射[4]。电磁波辐射可以分为多种辐射,如电偶极辐射、磁偶极辐射、电四极辐射和天线辐射等。电偶极子辐射是这几种辐射中最基本最简单的一种辐射。辐射在我们生活中来源于无线电发射台，频率很强的电系统，电磁能的工业、医疗及科研设备，还有在日常中常使用的一些家用电器。在我们以后生活中辐射是一个非常重要的一个问题。 在电动力学教材中用推迟势来讨论均匀介质中小区域里的电偶极子辐射场的表达式。本文采用时谐因子，通过引入介电系数张量和相对磁导率，利用三维傅立叶变换方法，讨论在无限大不同介质不同方向中辐射场和能流密度的情况，得出地磁场平行于地磁场的表达式，分别研究讨论在近区和远区平行于地磁场的电偶极子在各向异性媒质的辐射场的一般表达式。并对其结果进行分析。 场的解析表达式 2.1. 介电系数张量和相对磁导率 在一般的情况下，我们把坐标原点定在电偶极子中心所放的点，这样在计算时会比较方便，在不失一般性条件下，电偶极子会垂直或平行于地磁场方向[3]。把地磁场方向取为坐标轴的z轴方向，且不同方向不同介质中的介电系数张量和相对导磁率[2]可以运用下式表示： (1) （2） 其中 。为电磁波圆频率，各向异性介质中等离体频率，为电子回旋频率，为碰撞频率。设电偶极子方向与地磁场方向平行。 在电磁场中麦克斯韦方程（，）情形： 且在介质中有，用复数表示电磁和磁场 ，由上式可以得到麦克斯韦方程组可以写为 （3） 运用三维傅里叶变换 （4）