第十二章电磁场与电磁波要点分析.pptVIP

（１）频率足高： 辐射功率∝ ，固有频率 ， （２）电路开放（天线）：参见图8.21。 ∴ L、C 必须足小。 （３）振荡偶极子模型： ● ● 图8.93 振荡电偶极子 图8.93 振荡磁偶极子 (a) (b) (c) 图8.21 发射示意图 用麦氏方程组解出偶极振子的电磁场，进行分析，发现: （一）在远区场 1、偶极振子远区的E和B是同频同相的单色球面波。 2、远区的电磁波（E、B波）也是以光速传播。 3、球面电磁波是横波，E和B互相垂直，并且 ， 代表传播方向的单位矢。 4、远区电磁场是辐射电磁场，它把偶极振子的能量源源不断地输向无限远。 （二）、近区场 ?对于近区场可以推出如下： 类似于毕奥---萨伐尔定律 类似于静电偶极子电场表达式 电磁波传播速度是一个有限值（光速），场点在时刻 的B和E值取决于场源在稍前时刻 的电流值 和电偶极矩 ，即所谓推迟效应 . 前面两式中由于是近区场均忽略了推迟效应，将公式中本应为 和 的写成了 和 。忽略推迟效应的近似称为似稳近似。 * 到此我们分别讨论了静电场、静磁场、稳恒电流、电流感应及交变电流的一些主要实验规律。我们知道，对于静电场，其基本规律是库仑定律和电荷守恒定律。由此得出。。。 静磁场类似 研究电磁感应时得到了法拉第电磁感应定律。进一步 * 进一步在研究电磁感应为了解释感生电动势的起源，麦克斯韦,假设时变磁场会激发感生电场（涡旋电场)。也就是在时变磁场中，静电场的环路定理不再成立。 B沿任一闭曲线L的环流等于以L为边线的任一曲线S的J通量． 安培环路定理在时变电磁场出现不自恰，要修改. * 我们以下图所示含有电容C在交变电源作用下不断被充电和放电过程来研究，由于充放电过程，导线上任一截面都存在着交变电流，空间中存在着时变电、磁场 * 极化时电荷的规则运动 * * 这两种变化的场—电场和磁场—永远互相联系着，形成电磁场! * 变化的电场将在周围空间激发涡旋磁场。这个涡旋磁场也是随时间变化的，它又在较远一点的邻近空间激发涡旋电场。这样，变化的磁场和变化的电场互相转化，互相激励，交替产生，并以一定的速度在空间传播，就形成了电磁波。 * 现在我们看到由麦式方程作为电磁场的普遍规律－它揭示了电磁波的存在。从机械波我们知道，波动是振动状态的传播，也是能量的传播，因此麦式方程也揭示，电磁场具有能量。 在机械波中，我们为了描述能量的传播，我们引入了　 * * 首先必须产生电磁振荡,得到变化的磁场和电场 * 为什么？课后习题！！ * 补充能流密度表达式！！说明条件 第12章 电磁场和电磁波 §12.1 位移电流与麦克斯韦方程组 §12.2 电磁波 1、电磁场的基本实验规律 库仑定律 静电场 叠加原理 (1)电场的高斯定理： (2)静电场环流定理： (3)磁场的高斯定理： (4)安培环路定理： 静磁场 毕奥－沙伐尔定律 叠加原理 电荷守恒定律 §12-1 位移电流与麦克斯韦方程 真空 修正：电场环流定律 时变磁场会激发感生(涡旋)电场 问题:在电流非稳恒状态下 , 静磁场安培环路定理是否正确 ? H(B)矢量沿任一闭曲线L的环流等于以L为边线的任一曲面S的电流密度矢量的通量？ (5)法拉第电磁感应定律： ??? ??? 引言 考察电容充放电电路；充分注意电路中电流i与极板间电位移通量?D的关系， 由电流强度的定义及电场的有关知识 K +qi -qi 而假设高斯定理对变化电场也成立，则极板上的电荷与两极板间产生的电场存在着 D=? 的关系。 2、位移电流和全电流的引入 D 2.1位移电流 　这就是说，电路中的传导电流i与穿过两极板间的电位移通量的变化率d?D／dt间存在着一一对应的关系。 因此麦克斯韦提出了一个大胆的假设：如果把极板间变化的电场看成电流的话，那么电路中的传导电流，借助于极板中变化的电场这种电流（即位移电流）就连续起来了，为此麦克斯韦作出定义： 这说明，在两极板间虽然没有自由电荷移动形成的传导电流，但 却存在着一种变化的电场 dt dD dt d D 和 f ，且这个变化的电场对时间的变化 率与电路中的充电电流及电流密度间存在着严格的对应关系，并且 是同步的。 上式说明电流密度J与极板间的电位移的变化率dD／dt之间的一一对应的关系。 ① 电场中某一点的位移电流的密度 等于该点的电位移矢量 对时间的变化率，即 ②电场中某一截面处的位移电流 等于通过该截面处的电位 移通量 对时间的变化率，即 ? 讨论： (1)