电动力学第五章.pdf

课程名称：《电动力学》 第第五章章 电电磁波的辐射波的辐射 张清民张清民 副教授副教授 zhhangqiingmiin@@mailil.xjtjtu.eddu.cn 核科学与技术学院核科学与技术学院核科学与技术学院核科学与技术学院 能源与动力工程学院能源与动力工程学院 西安交通大学西安交通大学 核科学与技术学院 School of Nuclear Science and Technology Page 2 电磁波常常是由运动的电荷辐射 出来的。例如：无线电波是由发射 天线上的高频交流电流辐射出来的天线上的高频交流电流辐射出来的。。 天线上的电流与其激发的电磁场 相互作用。此类问题比较复杂，所 以以仅讨论给定天线电流分布情况下仅讨论给定天线电流分布情况下 的电磁波辐射计算问题。 方法和稳恒场情况一样方法和稳恒场情况一样，，当考虑当考虑 由电荷、电流分布激发电磁场的问 题时，引入势的概念来描述电磁场 比较方便比较方便。。 本章首先把势的概念推广到一般 变化电磁场情况，然后通过势来解 辐射问题辐射问题。。 School of Nuclear Science and Technology 目录 Page 3 5.1 电磁场的矢势和标势 5.2 推迟势 5.3 电偶极辐射 5.4 磁偶极辐射和电四极辐射 5.5 天线辐射 5.6 电磁波的衍射 5.7 电磁场的动量 School of Nuclear Science and Technology §5.1 电磁场的矢势和标势 Page 4 5.1.1 ．用势描述电磁场 真空中真空中,,麦克斯韦方程组为麦克斯韦方程组为 School of Nuclear Science and Technology Page 5 在恒定场中，由于B的无源性引入矢势A 。 在在一般情般情况下，B依然保持依然保持无源性，所所以B与与A的关系的关系 普遍成立。 矢势A的物理意义？ 矢势A 的物理意义是它沿任一闭合回路的环量等于以该 回路为边界的任一曲面的磁通量回路为边界的任一曲面的磁通量。 在一般的变化情况下，电场E的特性与静电场不同。电场 EE一方面受到电荷的激发方面受到电荷的激发，，另另一方面也受到变化磁场的激发方面也受到变化磁场的激发。。 后者所激发的电场是有旋的。所以一般情况下，电场是有源 有旋场，不可能用单独的一个标势来描述。 School of Nuclear Science and Technology Page 6 将 代入式 可得可得 由此可见， 是无旋场，，因因此它可以用标势用标势φφ描描述。 因此，一般情况下电场的表示式为 即即，电磁场可用矢势和标势表示出来电磁场可