赵凯华 电磁学 第三版 第八章 麦克斯韦电磁理论和电磁波(2) 32 p(2)

0赫的兹限局： 赫兹的局限：于时由代的局限未和进一能深步入究，研在电他磁的应用波方面也犯下了失.误电磁在波证被实后，以一些有工程人士界于对实用其价极值兴趣，感但遗 的憾是本他对这一人点却怀疑、否持定的度态.他：“说果如要利电磁波进行通用联讯系 那非，得一面有和洲欧大陆面积差不多大巨的型反射才镜行”而且还.要它把悬“挂 很高在很高天的上”

.如何反射播传？- ------如何反射播传

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?、偶四振子极射发的电磁波一般了(解 )极振子发偶的电磁射(波般一解)了r r p p=0c sωo 1t、电极振偶子型模一段有高通电流频直的线导，导当长度线小远波长于，远 于小波 一段通有长频高电的流直线，导当线长度导小远于波，长且线直导与径导 线度长之比远小于时 1可似的近为认线导上各电点流幅的值相位相同。和 长之度比远小 于时可，近的似为导线认各上点流电幅的和相值相同位这样 的一段直。线导称为基振本，子 一的直段导称为线基振子本 基本，子 由振基本振于在辐射电磁波子的过中，程 由基于振子本在辐射磁波的过程中电导线，上动流的电流会导在的两线 点形成端电量相等符、号反相电荷，与的静电场中偶极电子分十相似，点形成电量相 等符、号相的反电荷与，电静中电偶场极子十分似相因，基此 偶电子，极本振子也称为电偶 子 极它构是成杂复线天的基，础本振子 也称电为偶极，它是构子成复天杂的线础基，也计是算天线射辐基的本 元单 本。元。单对比 ：同静电等场的中点荷 任意带电电的电场体=点荷电电叠加。场静 电场的中点电， 荷比：对同等静场电中点的荷，电意带电体的任电=场电点电场叠加。 荷载高频天流线电的磁场=载 流频高线天的电场=电磁偶子电磁极之和

电场极偶子

偶极天线子

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、四偶振子发射极的磁电(一波般了) 偶极振解发射的电磁波子(一了解般)

近场 区电线场时变场电然仍满足∫∫ S

r r Eq dS = , 0ε电场线由正电出发荷，中止 于负荷电。 电 线场由正电荷发出，中止于负 电荷。

近区 场磁线力I

与稳态场的磁不同处？ 不 处同?

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2振、子产生磁波动电的学数述 、 描格计算知严：偶以振子极为中心，严格 计知：以偶极振子为算心，中围周场分如下布

ωp0sinθ r cos t ω E r(,) =t2 4πεv r 波 2 ω pv0 isθ n rH (,tr )=c os ωt 动 4vπr v z v2

两量矢 互相垂

直θp φ r E H y

x

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偶子极围周电磁场 z的ES a. . a H x H远E区分析场: 线合闭 线闭， 、合线套连 远 区分场析E线 合闭，EB、线套 连画) 动(动)

p

b .画S . yEb

H

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3、振电子磁波量能传 振播电子磁 波磁电波量传能播电磁波动能是量传的过程播即电，波携磁带量能前向传播。电磁 波是能量传播动的过，即电程磁携波带能向前量播传。

流能密度—单—时位 间流密度能—单位时—间内通与传播方过垂直向 的位时单间内过通与传播方垂向的直 单v截面的能量， 单位位截面的能量，用S 示。表的能 量表示。 v r r 1 T 义定： 式义式： =定 E× H,它周的

期平值均定义 S= Sd∫。t S0T

论理果结 ：理论果： 结 S∝①41 ②fS 2∝, r

频越高率能，量辐越射多， 频率高，越能辐量越多射辐射 ，本领大越 ；领越本；

大v H③ S P2∝s in 2 θ反映射辐方向性。 反的映射辐的向方性

θ 。=0 S 最，小盲区); = ,( 最大 θS

2π

θ Epφ

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电磁 辐方向性射的应用例

简单一偶天线极组合线天

木Y八GIA天线目标位：定日三本五十六本合舰队被击败联详见二战：花 美絮军溃日本海击军的密武秘器―八―木线天详 ：二见战花絮―美―军击溃日海本军秘密武器 美的击溃军本海军的秘密日武 八器天木线

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五、平面电磁波的质性远激励离源时 ，匀均质内传介的播磁波电 为远离励源激，在均匀时质介传内的播电磁波为面平波内传播 电磁波为的面平 波励源时 1、平面波性激概括 质电波为磁横波 ETM 波横(波 1) (磁电波为横波T(ME波)^;

r∧v 代表波∧传播向， 方令K 代表 波传方向， ⊥播 K、 ⊥ HK 。E v rE r()2 v⊥H v ;v r同相、 频同 ，频， (3同)E 、 同H相r r、 任刻在时场 E点、 H K与 手系： 右成组手系右 成右手系组E :×H =EHK v

v EH

ov urx

K

(

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)4波速 E 0真中空 ：真中： 空 V=C = ε0 µ= B001

C 3=× 1 80m / s CC介质中 ： 质中介 ：V = == n ε εµµ00ε µ 、电磁2波质性推的导一般了(解)电 磁波质性的导推(一了解) 般依据空真或匀均满充介质中的场方(程用E 均表)示 据依真空或匀充满均介质中的方场程均(E用、表H示)v D =0 r vB E× = t v B 0= v v ×H = Dt 1

波动方程

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、光的六磁理论电了(解)光的 电理论磁(了解) 1牛顿 .的微光说 1粒.牛—顿—的微粒光说；解光释射反牛顿 光 的粒说；微 .惠更斯2 光波动的 2.惠更斯——说的波光动(说以太、纵波等；) 惠斯 光更的波说(以太动、纵波)等 缺陷； 缺陷：:机械观 点不①能解光释在真中的传空播②没有解 释光的本 3.麦质克韦 光的斯磁电 说麦克韦斯---光的 -3.克斯韦麦 光电磁的

理 由说传播速：电磁波理论值度值=光测速量值光 电①播速传：电度波理论磁值 光速值量测值相似 性 射折,衍射 干,涉振偏② 特相性同反射,折射： 衍射 涉 偏干振； 特相同：性反射折 衍射,干涉 偏射振 ③;电磁理论解能折射率释 ： =V ,C n= ε µ 磁电论能理释解折率：射 4.意义n光：、 学4意义.光：学电磁学、一 意统