【2017年整理】§6-3电磁场的能流密度与动量.pptVIP

考虑脉冲后又经过时间间隔τ的情况。这时脉冲前后的波前已传播到以O为中心、半径分别为c(Δt+τ)和cτ的同心球面上，而粒子到达了O’的位置，OO’＝uτ t＝0以前粒子停留在O不动，大球面以外的电场线以O为中心沿着径向分布 匀速运动的带电粒子所产生电场的瞬时分布也是以它自己为中心沿着径向的，即小球面以内的电场线以O’为中心沿着径向分布。 在两球面之间的过渡区里电场线发生曲折，这里正是带电粒子脉冲加速的影响传播所及的地方。在此区间电场E既有横分量Eθ，又有纵分量Er。对电磁辐射有贡献的只有横分量Eθ 3.4 电磁场的动量 光压 光压非常小，很难观察到 原子物理中，光在电子上散射时与电子交换动量（康普顿散射） 天体物理中，星体外层受到核心部分的万有引力相当大 一部分靠核心部分的辐射产生的光压平衡。 例如，彗星尾是由大量尘埃组成的，当彗星运行到太阳附 近时，由于这些尘埃微粒所受到的来自太阳的光压比引力 大，所以它被太阳光推向远离太阳的方向而形成很长的彗 星尾。彗星尾被太阳光照得很亮，有时能被人用肉眼看到 * * §3 电磁场的能流密度与动量 3.1 电磁场的能量原理和能流密度矢量 在空间取一任意体积V，设其表面为 Σ，则该体积内的电磁能为 在非稳恒情况下，各场量随时间变化，电磁能W随时间的变化率为 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 利用麦克斯韦方程组 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 因此 利用矢量场论的高斯定理 有非静电力K的情况下欧姆定律的微分形式为 取V为一个小电流管，设其截面积和长度分别为ΔΣ和Δl，考虑到j0与Δl方向一致，于是 先分析 的物理意义 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 小流管的电阻R 小流管中的电流I0 沿流管的电动势ΔE 是单位时间释放出来的焦耳热 是单位时间电源作的功 这个结论完全不限于V是小流管的情形，对于任何体积V，都代表此体积内单位时间释放的焦耳热Q与单位时间非静电力作的功P之差，即 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 再分析 的物理意义 引入一个新的矢量S，其定义如下 —— 坡印廷矢量 于是 在体积V内单位时间内增加的电磁能dW/dt 此体积内单位时间电源作的功P 焦耳损耗Q 坡印廷矢量的面积分 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 讨论坡印廷矢量 能量守恒的观点看： 单位时间从体积V的单位表面流出的电磁能量(叫做电磁能流) ，单位： W/m2(相当于功率密度) 方向：电磁能传递的方向，与k的方向一致 大小：单位时间流过与之垂直的单位面 积的电磁能量 电磁能流密度矢量 平均能流密度 ：S在一个周期内的平均值 对于简谐波 电磁波中的能流密度正比于电场或磁场振幅的平方 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.2 带电粒子的电磁辐射 一个匀速运动的带电粒子产生的电场都是径向的，不是横波，它不会发射电磁波，因为电磁波是横波。要发射电磁波，粒子一定要有加速度。 设带电粒子q在时间t＝0 以前静止在原点O处，在t＝0 到Δt 区间在沿z 方向受到一个方脉冲力而产生加速度。 假定Δt 如此之短，可以认为粒子的位置几乎未离开O点，但却已获得速度u=at，此后粒子以速度u匀速前进。为简单起见．设uc ，即粒子的运动是非相