文档介绍：7 麦克斯韦方程组和电磁波
(2)
(3)
(4)
(1)
麦克斯韦方程组的积分形式:
说明:
说明1. 麦克斯韦方程组是电磁场的基本规律。
它说明了电场、磁场是统一的整体。
它满足相对性原理(对任意惯性系规律形式相同)
说明2. 以上麦克斯韦方程组是积分形式,反映了
电磁场的瞬时关系与区域关系;
麦克斯韦方程组的微分形式可由数学中的
奥斯特罗格拉得斯基公式和斯托克斯公式得到,
微分形式反映了电磁场的瞬时关系与当地关系:
麦克斯韦由微分形式的麦克斯韦方程组得出:
电磁波满足波动方程的形式,并对比标准波动方程
中的速度项,得到电磁波的传播速度为
真空中:
介质中:
电磁波的传播速度正好与光速一样大。
他预言光就是电磁波。
十年以后他的预言被赫兹的实验证实。
说明3. 变化的电磁场(电磁波)的传播速度
说明4. 电磁波的产生与传播
振荡电偶极子
图右半为LC 振荡回路。
实验表明:电容器充电
后,K合向右, LC回路
中电流的大小和方向会
交替变化。
变化的电流变化的磁场变化的电场
变化的磁场变化的电场
辐射电磁波
普遍规律:“当电荷有加速度时就要辐射电磁波”。
远场(离开振子很远的地方),
可以看成是平面波(横波),
和相互垂直, 同频率,同相位地变化:
电场,
磁场与真空中波速三者的矢量关系为:
或
在空间某点处, 电磁场的能量密度(单位体
积内电磁场的能量)为
有
在介质中
电磁波传播时,电磁场的能量也跟着传播。
电磁波的能流密度矢量
(也称为坡印亭矢量):
大小----单位时间内通过垂直于传播方向的
单位面积的能量;
方向----电磁波的传播方向。
的关系: