文档介绍：随时间变化的电磁场称为时变电磁场。时变电
磁场比静态电磁场要复杂得多,主要表现在:
时变电磁场之间相互激励而具有的波动特性,
波动使时变电磁场的叠不仅要考虑矢量的方向,同
时还要考虑波相位对叠加的影响;电磁场的大小
和方向随时间而变化,将导致介质的极化和磁化特
性随时而变,使介质呈现色散特性等
电磁场与电磁波理论第5章电磁波的辐射
§
电荷或电流,在原子尺度内,不管源在自由空间还是在介质内,其作用(或影响)能以电磁波的形式向外传播,而电磁波的运动速度就是光速。
电磁波是世间运动最快的物质,这就是现代信息传递用电磁波作载体的根本原因。
波是物质运动的一种基本形式,波动的基本特征对于我们理解电磁波十分重要。
(
a
)
(
b
)
(
c
)
(
d
)
波动举例
(
a
)沿绳子传播的一维波;
(
b
)沿水面传播的二维波
(
c
)
(
d
)
三维波:
光平面波以及与其通过长缝激励的柱面波、球面波
(5. 1. 2)
(5. 1. 3)
(5. 1. 4)
任意时变电磁场=Σ时谐电磁场(利用傅里叶变换)
对于时谐电场,只有上面三个式子中的初始相位相等时,合成电场强
度 E 才有可能成为时谐函数,此时
对时谐电场的运算,可以借用交流电路中讨论过的复数符号法,现在通用的方法
是在字母上方加小圆点的方法表示复数量,下面是电场的三个分量表示成复数的
实部的形式。
(5. 1. 5)
(5. 1. 6)
(5. 1. 7)
(5. 1. 8)
的向量或复振幅,它们仅仅
为空间坐标的函数,与时间变量无关,可以表示成下式
式中
(5. 1. 9)
(5. 1. 10)
(5. 1. 11)
(5. 1. 14)
(5. 1. 17)
(5. 1. 18)
(5. 1. 19)
对时谐场来说,该方程组的复数形式为:
(5. 1. 33)
(5. 1. 34)
(5. 1. 35)
(5. 1. 36)
复数形式的微分方程组
本构方程组的复数形式
各种条件下的边界条件的复数形式与此类似,不在这里一一赘述,具体形式请参考教材。
引入复数表示场量以后,可以简化运算过程,对时间的微分和积分运算分别简化为乘以jω和除以jω。
3. 电磁场边界条件的复数形式
4. 复介电常数和复磁导率
如果介质均匀、线性、各向同性,麦氏方程组可以写成:
(5. 1. 65)
(5. 1. 66)
(5. 1. 67)
4. 复介电常数和复磁导率
否则反之。
来描述介质的损耗特性,分别为
见右下图. 求:
已知
例题:
可以求得磁场强度如下
例题