11 电磁场理论基础
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电磁场理论知识点总结一、电磁场的基本概念电磁场是物理学中的一个重要概念,它是由电场和磁场相互作用而形成的统一体。
电场是由电荷产生的,它对处在其中的电荷有力的作用。
电荷分为正电荷和负电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
电场强度是描述电场强弱和方向的物理量,用 E 表示。
电场强度的定义是单位正电荷在电场中所受到的力。
磁场是由电流或者运动电荷产生的,它对处在其中的运动电荷或者电流有力的作用。
磁场强度用 H 表示,磁感应强度用 B 表示。
磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,它等于垂直通过单位面积的磁力线的数量。
二、库仑定律与高斯定理库仑定律描述了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量以及距离之间的关系。
其表达式为:F = k q1 q2 / r²,其中 k 是库仑常量,q1 和 q2 是两个点电荷的电荷量,r 是它们之间的距离。
高斯定理是电场中的一个重要定理,它表明通过一个闭合曲面的电通量等于这个闭合曲面所包围的电荷的代数和除以真空中的介电常数。
简单来说,如果一个闭合曲面内没有电荷,那么通过这个曲面的电通量为零;如果有电荷,电通量就与电荷量成正比。
三、安培定律与毕奥萨伐尔定律安培定律描述了电流元在磁场中所受到的安培力。
安培力的大小与电流元的大小、电流元所在位置的磁感应强度、电流元与磁感应强度之间的夹角有关。
毕奥萨伐尔定律用于计算电流元在空间某点产生的磁感应强度。
它表明电流元在空间某点产生的磁感应强度与电流元的大小、电流元到该点的距离以及电流元与该点连线和电流方向之间的夹角有关。
四、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律指出,当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电动势。
感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
这一定律揭示了电磁感应现象的本质,是发电机等电磁设备的工作原理基础。
五、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电磁场理论的核心,它由四个方程组成,分别描述了电场的高斯定律、磁场的高斯定律、法拉第电磁感应定律和安培麦克斯韦定律。
电磁场理论基础磁现象和电现象本质上是紧密联系在一起的,自然界一切电磁现象都起源于物质具有电荷属性,电现象起源于电荷,磁现象起源于电荷的运动。
变化的磁场能够激发电场,变化的电场也能够激发磁场。
所以,要学习电磁流体力学必须熟悉电磁场理论。
1. 电场基本理论(1) 电荷守恒定律在任何物理过程中,各个物体的电荷可以改变,但参于这一物理过程的所有物体电荷的代数总和是守恒的,也就是说:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分。
例如中性物体互相摩擦而带电时,两物体带电量的代数和仍然是零。
这就是电荷守恒定律。
电荷守恒定律表明:孤立系统中由于某个原因产生(或湮 没)某种符号的电荷,那么必有等量异号的电荷伴随产生(或湮没),孤立系统总电荷量增加(或减小),必有等量电荷进入(或离开)该系统。
(2) 库仑定律1221202112ˆ4r δπε+=r q q f (N) 库伦经过实验发现,真空中两个静止点电荷(q 1, q 2)之间的作用力与他们所带电荷的电量成正比,与他们之间的距离r 平方成反比,作用的方向沿他们之间的连线,同性电荷为斥力,异性电荷为引力。
ε0为真空介电常数,一般取其近似值ε0=8.85⨯10-12C •N -1•m -2。
ε0的值随试验检测手段的进步不断精确,目前精确到小数点后9位(估计值为11位)。
库仑反比定律也由越来越精确的实验得到验证。
目前δ<10-16。
库仑反比定律的适用范围(10-15m(原子核大小的数量级)~103m)。
Charles Augustin de Coulomb 1736-1806 France(3) 电场强度 00)()(qr F r E =(V ·m -1)真空中电荷与电荷之间相互以电场相互发生作用。
若试探电荷q 0在电场r 处受电场力为F 0(r ), 则电 场强度为E (r )。
(4) 静电场的高斯定理 ∑⎰⎰=⋅)(01S in Sq d εS E由于静电场的电力线起始于正电荷,终止于负电荷, 不会相交也不会形成封闭曲线,这就决定通过静电场内 某一封闭曲面S 的电通量为此封闭曲面所包围的电荷的01ε倍。
电磁场理论基础磁现象和电现象本质上是紧密联系在一起的,自然界一切电磁现象都起源于物质具有电荷属性,电现象起源于电荷,磁现象起源于电荷的运动。
变化的磁场能够激发电场,变化的电场也能够激发磁场。
所以,要学习电磁流体力学必须熟悉电磁场理论。
1. 电场基本理论(1) 电荷守恒定律在任何物理过程中,各个物体的电荷可以改变,但参于这一物理过程的所有物体电荷的代数总和是守恒的,也就是说:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分。
例如中性物体互相摩擦而带电时,两物体带电量的代数和仍然是零。
这就是电荷守恒定律。
电荷守恒定律表明:孤立系统中由于某个原因产生(或湮 没)某种符号的电荷,那么必有等量异号的电荷伴随产生(或湮没),孤立系统总电荷量增加(或减小),必有等量电荷进入(或离开)该系统。
(2) 库仑定律1221202112ˆ4r δπε+=r q q f (N) 库伦经过实验发现,真空中两个静止点电荷(q 1, q 2)之间的作用力与他们所带电荷的电量成正比,与他们之间的距离r 平方成反比,作用的方向沿他们之间的连线,同性电荷为斥力,异性电荷为引力。
ε0为真空介电常数,一般取其近似值ε0=8.85⨯10-12C •N -1•m -2。
ε0的值随试验检测手段的进步不断精确,目前精确到小数点后9位(估计值为11位)。
库仑反比定律也由越来越精确的实验得到验证。
目前δ<10-16。
库仑反比定律的适用范围(10-15m(原子核大小的数量级)~103m)。
Charles Augustin de Coulomb 1736-1806 France(3) 电场强度 00)()(qr F r E =(V ·m -1)真空中电荷与电荷之间相互以电场相互发生作用。
若试探电荷q 0在电场r 处受电场力为F 0(r ), 则电 场强度为E (r )。
(4) 静电场的高斯定理 ∑⎰⎰=⋅)(01S in Sq d εS E由于静电场的电力线起始于正电荷,终止于负电荷, 不会相交也不会形成封闭曲线,这就决定通过静电场内 某一封闭曲面S 的电通量为此封闭曲面所包围的电荷的01ε倍。
电磁场理论1. 引言电磁场理论是物理学中的一个重要分支,研究电荷和电流所产生的电场和磁场的性质和相互作用。
这个理论是Maxwell 方程组的基础,对于解释电磁现象和设计电子设备至关重要。
本文将介绍电磁场理论的基本概念、Maxwell方程组以及它们在不同情况下的应用。
2. 电场电场是指处于某一点周围的空间中,由于电荷的存在而产生的场。
它是一个向量场,用于描述电荷对其他电荷的作用力。
根据库仑定律,电场的大小与电荷的大小成正比,与距离的平方成反比。
电场的方向则是从正电荷指向负电荷。
电场可以通过电场线来可视化,电场线始终指向电场的方向,并且越靠近电荷的地方电场线越密集。
3. 磁场磁场是由电流产生的一种场,也是一个向量场。
磁场没有单独的磁荷,它是由运动的电荷形成的电流引起的。
磁场的大小与电流的大小成正比,与距离成反比。
根据安培定律,电流在空间中产生磁场,并且磁场的方向是电流所形成的环路的法线方向。
4. Maxwell方程组Maxwell方程组是电磁场理论的基石,它由四个方程组成:- 高斯定律:描述了电场和电荷之间的关系。
- 高斯磁定律:描述了磁场和磁荷之间的关系。
- 法拉第电磁感应定律:描述了磁场的变化会产生电场。
- 安培环路定律:描述了电场的变化会产生磁场。
这四个方程组成的Maxwell方程组可以很好地描述电磁场的行为,它们统一了电学和磁学,并提供了预测和解释电磁现象的工具。
5. 应用电磁场理论在许多领域有着广泛的应用,以下是几个例子:- 无线通信:通过电磁场的传播实现无线信号的传输。
- 电路设计:通过电磁场理论可以设计和优化电子电路,使其能够正常工作。
- 医学影像:磁共振成像(MRI)利用电磁场来观察人体内部结构。
- 电力工程:电力输送和变压器的设计利用电磁场的原理。
- 光学:光的传播和折射也可以通过电磁场理论来解释。
6. 结论电磁场理论是物理学中的重要理论之一,它描述了电荷和电流之间的相互作用,并解释了电磁现象的本质。
物理学中的电磁场理论知识点电磁场理论是物理学中重要的一部分,它描述了电荷体系所产生的电磁场以及电磁场与电荷之间的相互作用。
本文将介绍电磁场的概念、电场和磁场的性质以及麦克斯韦方程组等电磁场的基本知识点。
一、电磁场的概念电磁场是指由电荷或电流体系所产生的电场和磁场的总和。
电场是由电荷引起的一种力场,可使带电粒子受力;磁场则是由电流引起的一种力场,可对磁性物质施加力。
二、电场的性质1. 电场的强度:电场强度定义为单位正电荷所受的电场力,通常用E 表示,其大小与电荷量和距离有关。
2. 电场线:电场线是用来表示电场分布的曲线,其方向与电场强度方向相同。
电场线的密度反映了电场强度的大小。
3. 高斯定律:高斯定律描述了电场与电荷之间的关系,它指出电场通过闭合曲面的通量与闭合曲面内的总电荷成正比。
三、磁场的性质1. 磁感应强度:磁感应强度是磁场的基本物理量,用 B 表示,其大小与电荷量和距离无关。
它描述了磁场对磁性物质产生的作用力。
2. 磁场线:磁场线是用来表示磁场分布的曲线,其方向与磁感应强度的方向相同。
磁场线呈环状,从北极经南极形成闭合曲线。
3. 法拉第电磁感应定律:法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起感应电动势的现象。
它说明了磁场变化对电荷运动的影响。
四、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程,它由麦克斯韦总结了电场和磁场的性质而得出。
麦克斯韦方程组包括四个方程,分别是:1. 麦克斯韦第一方程(高斯定律):它描述了电场通过闭合曲面的通量与闭合曲面内的总电荷成正比。
2. 麦克斯韦第二方程(法拉第电磁感应定律):它描述了磁场变化引起感应电动势的现象,即电场沿闭合回路的环路积分与磁场变化的速率成正比。
3. 麦克斯韦第三方程(安培环路定律):它描述了环绕闭合回路的磁场强度与通过闭合回路的总电流之间的关系。
4. 麦克斯韦第四方程(法拉第电磁感应定律的推广):它说明了变化的电场可以产生磁场,反之亦然。
电场和磁场之间存在着相互转化的关系。
大学物理电磁场的基本理论电磁场是物质世界中最基本的物理现象之一,也是大学物理课程的重要内容之一。
电磁场理论的研究,对于揭示物质世界的运动规律和电磁波的传播机制具有重要意义。
本文将介绍大学物理中关于电磁场的基本理论,包括电场、磁场的概念与本质、电磁场的相互作用以及电磁波的特性。
一、电场的概念与本质电场是由电荷所产生的一种物理量,它描述了在电荷存在的空间中,其他电荷所受到的力的情况。
电场的概念最早由法拉第提出,通过他的实验肯定了电场的存在。
根据库伦定律,电场强度 E 的大小与电荷 q 之间成正比,与距离 r的平方成反比。
即 E ∝ q/r^2。
这意味着电场是一种场量,它在空间中的分布由电荷的性质和位置确定。
在电场中,电荷会受到力的作用,力的大小与电场的强度有关,方向则与电荷的性质有关。
电场的本质是电荷之间的相互作用。
二、磁场的概念与本质磁场是由磁荷或运动电荷所产生的一种物理量,它描述了在磁荷存在的空间中,其他运动电荷所受到的力的情况。
磁场的概念最早由奥斯特瓦德提出,通过他的实验证实了磁场的存在。
磁场的表现形式有磁感应强度 B 和磁场强度 H。
磁感应强度 B 描述了磁场对运动电荷的作用,磁场强度 H 描述了磁场对磁荷的作用。
根据洛伦兹力定律,运动电荷在磁场中会受到洛伦兹力的作用。
磁场的本质是磁荷之间的相互作用和运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力。
三、电磁场的相互作用电场和磁场之间存在着紧密的联系,它们是相互依存的物理量。
当电流通过导线时,周围会形成磁场,这种现象被称为安培环路定律。
根据安培环路定律,通过一条闭合回路的磁场强度与这条回路内通过的电流成正比。
根据法拉第电磁感应定律,变化的磁场可以感应出电场。
即当磁场通过一个闭合回路时,会在回路上产生感应电动势和电流。
这种现象被称为法拉第电磁感应。
电磁感应的经典实验是法拉第的环路实验,通过改变磁场的强度或方向,可以观察到感应电流的变化。
四、电磁波的特性电磁波是由电场和磁场相互耦合形成的一种能量传播的方式。
电磁场理论知识点总结1.麦克斯韦方程组:麦克斯韦方程组是电磁场理论的核心方程,它由四个方程组成,分别是高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和法拉第电磁感应定律的积分形式。
这些方程描述了电场和磁场随空间和时间的变化规律。
2.电场和磁场的相互作用:根据麦克斯韦方程组,电场和磁场相互作用,通过电场的变化会产生磁场,而通过磁场的变化会产生电场。
这种相互作用是电磁波传播的基础。
3.电磁波的传播:根据麦克斯韦方程组的解,电磁波以光速在真空中传播,它是由电场和磁场相互耦合而成的波动现象。
电磁波的传播速度不同于物质中的电磁波传播速度,它是真空中的最大可能速度。
4.电磁感应现象:根据法拉第电磁感应定律,当一个导体中的磁场发生变化时,会在导体中产生感应电流。
这个现象被广泛应用于发电机、变压器等电磁设备中。
5.静电场和静磁场:当电荷和电流都不随时间变化时,产生的电场和磁场称为静电场和静磁场。
在静电场中,电场符合高斯定律;在静磁场中,磁场符合安培环路定律。
静电场和静磁场的研究对于理解电磁场的基本性质和应用具有重要意义。
6.电磁辐射和辐射场:根据麦克斯韦方程组的解,加速的电荷会辐射出电磁波。
这种辐射就是电磁辐射,它是电磁波传播的一种形式。
辐射场是指由电磁辐射产生的电场和磁场。
7.电磁波的频率和波长:电磁波的频率和波长是描述电磁波特性的两个重要参数。
频率指的是电磁波单位时间内振动的次数,单位是赫兹;波长指的是电磁波的一个完整振动周期所对应的空间距离,单位是米。
8.电磁场的能量和动量:根据电磁场的能量密度和动量密度的定义,可以推导出电磁场的能量和动量公式。
电磁场携带能量和动量,可以与物质相互作用,这是实现无线通信、光学传输等现代科技的基础。
9.电磁场的边界条件:电磁场在介质边界上的反射和折射现象可以通过电磁场的边界条件来描述。
边界条件包括麦克斯韦方程组的边界条件和介质的边界条件,它们确定了电磁场在边界上的行为和传播规律。
《电磁场理论基础》
《电磁场理论基础》是一门研究电磁场结构特性及电磁场中的现象的学科。
它是电磁场理论的基础,也是它描述物理现象的基础。
它是传统物理学中最重要的理论,也是其他物理理论的基础。
电磁场理论基础涉及到一系列电磁学问题,其中最重要的是电磁场分布、电磁场介质、电磁波、电磁屏蔽、电磁谐振、电磁偏振等。
这些问题都是电磁场理论基础的核心内容,也是电磁场理论的基础。
电磁场理论基础的研究覆盖了电磁场的分布、传播和变化等问题,其中最重要的是电磁场的动力学特性,它涉及电磁场的能量及质量的转换,以及电磁场的相互作用。
电磁场理论基础的研究也涉及到电磁场的交互作用特性,电磁波的反射、折射和衍射等现象,以及电磁场分布的变化,这些都是电磁场理论基础的重要内容。
电磁场理论基础是物理学、电子学和信息学等学科的重要理论基础,在实际的电子技术和信息技术中都有重要的应用。
电磁场理论基础的研究,不仅为我们了解电磁场的结构和特性提供了重要的理论指导,而且为我们更好地控制并利用电磁场提供了重要的理论支持。
第十一章 电磁场基本理论
本章主要阐述变化的电场将产生磁场这一结论,在最后得出电磁场的基本理论框架-麦克斯韦方程组。
11-1位移电流 全电流定律
法拉第电磁感应定律发现后,麦克斯韦为了解释感生电动势的产生,提出了变化的磁场产生电场的假说,麦克斯韦又认为电场和磁场具有对称性,变化的磁场既然能激发电场,变化的电场也必然能激发磁场。
就其产生磁场来说,变化的电场与一电流等效,这个等效电流被称为位移电流。
下面介绍有关位移电流的概念。
一、问题的提出
对于稳恒电流,有 ⎰∑=•l l I l d H 内
ρρ 对于非稳恒电流,上式是否成立?在讨论此问题之前,先说一下电流的连续性问题。
在一个不含电容器的闭合电路中,传导电流是连续的,即在任一时刻,通过导体上某一截面的电流等于通过任何其他截面的电流。
但在含电容器的电路中,情况就不同了,无论是电容器充电还是放电,传导电流都不能在电容器的两极间通过,这时电流就不连续了。
如图所示,在电容器充电过程中,电路中I 随时间改变,是非平衡的。
现在在极板A 附近取回路L ,并以L 为边界形成曲面1S 和2S ,其中1S 与导线相交,2S 过二极板之间,与电场线相交,1S 、2S 构成一闭合曲面。
图11-1 对1S 而言,有⎰=•l I l d H ρρ,对2S 而言,有⎰=•l
l d H 0ρρ 。
∵上述积分应相等,∴出
现了矛盾。
故在非平衡电流下,安培定律⎰∑=•l l I l d H 内
ρρ不成立,必然要找新的规律。
二、位移电流的假设
如上图所示,设某一时刻A 板上有电荷+q ,面密度为+σ,B 板上有电荷q - 电荷面密度为-σ。
充电时,则导线中传导电流为I ,
dt
)S (d dt dq I σ==(S 为极板面积) 传导电流密度为(大小)dt
d j σ= 在极板间:0==j I (电流不连续)
我们知道,充电中σ是变化的。
∴σ=D 和DS =Φ(电位移通量)也是随时间变化的,它的变化率为
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===dt )S (d dt )SD (d dt
d dt d dt dD σΦσ 从上述方程看出,极板间电通量随时间的变化率在数值上等于导线内传导电流;极板间电位移随时间变化等于导线内传导电流密度,并且进一步分析知j ρ和dt
D d ρ同向,∴可设想dt
dD 和dt d Φ分别表示某种电流密度和电流,能把极板A 、B 间中断的电流接下来,构成电流的连续性。
于是,麦克斯韦引进了位移电流假设。
令: dt
d I
e D Φ= (11-1) dt
dD j D = (11-2) 式(11-1)和(11-2)中的D I 、D j 分别称为位移电流和位移电流密度(极板间)。
可见,上面出现的矛盾能够解决了,即前面二个积分相等了。
注意:位移电流和传导电流的关系
(1)共同点:都能产生磁场
(2)不同点:位移电流是变化电场产生的(不表示有电荷定向运动,只表
示电场变化),不产生焦尔热;传导电流是电荷的宏观定向运
动产生的,产生焦尔热。
三、全电流环路定律
如果电流中同时存在传导电流与位移电流,那么安培环路定率可表示为
∑∑⎰+=+=⋅内
l D d l l dt d I I I l d H Φρρ
即 ∑⎰+=⋅内
l D l dt d I l d H Φρρ (11-3) 式(11-3)称为全电流环路定律。
该式右边第一项为传导电流对磁场贡献,第二项为位移电流(既变化电场)对磁场的贡献。
它们产生的磁场都来源于电场。
麦克斯韦位移电流假设的根源就是变化的电场激发磁场。
说明:全电流环路定律普遍适用。
11-2麦克斯韦方程组
在一般情况下,电场可能包括静电场和涡旋电场, ∴涡静E E E ϖϖϖ+= ⎰⎰⎰⎰⎰⎰⋅∂∂-=⋅-=-=⋅=⋅+⋅=⋅s s
m l l l l s d t B s d B dt d dt d l d E l d E l d E l d E ϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖΦ涡涡静 同理,在一般情况下,磁场既包括传导电流产生的磁场也包括位移电流产生的磁场,即
dt d I l d H D l l Φ+=⋅∑⎰内
ϖϖ 一般情况下,电磁规律可由下面四个方程来描述 ⎪⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎪⎨⎧+=⋅=⋅-=⋅=⋅∑⎰⎰⎰⎰∑dt d I l d H s d B dt d l d E q s d D D l l s
l m
s s ΦΦ内内ϖϖϖϖϖϖϖϖ0 (11-4) 上面四个方程称为麦克斯韦方程组(积分形式)。
例11-1:如图所示,有平行板电容器,由半径为R 的两块圆形极板构成,用长直导线电流给它充电,使极板间电场强度增加率为dt dE ,求距离极板中心连线r 处的磁场强度。
(1)R r <;
(2)R r >。
解:忽略电容边缘效应,极板间电场可看作局限在半径为R 内的均匀电场,由对称性可知,变化电场产生的磁场其磁力线是以极板对称轴上点为圆心的一系列圆周。
(1)R r <取半径为r 的磁力线为绕行回路l ,绕行方向同磁力线方向。
由全电流环流定律
dt d I l d H D l l Φ+=⋅∑⎰内
ϖϖ
有 ()d D l I dt d l d H =Φ=⋅⎰ϖϖ οϖϖ0cos dl H l d H l l ⎰⎰⋅=⋅ ⎰=l
dl H r H π2⋅= E r cos DS S D D 020επΦ⋅==⋅=οϖϖ
dt
dE r dt d D 02επΦ= dt
dE r r H 022εππ=⋅⇒ 可有 dt
dE r H 021ε= dt
dE r H B 00021εμμ==⇒ (2)R r >
取半径为r 的磁力线为回路,绕行方向同磁力线方向,由
dt d l d H D l Φ=⋅⎰ϖϖ
有 []()
dt
dE R E R dt d DS dt d r 2H 0202επεππ=== dt
dE r R H 022ε=⇒ 得 dt dE r R H B 00202εμμ== 例11-2:从公式证明平行板电容器与球形电容器两极板间的位移电流均为dt
dv c
I d =,其中c 为电容,v 为板间电压。
证:(1)平行板电容器
[][][]dt
dv c cv dt d q dt d S dt d DS dt d dt d I D d ======σΦ (2)球形电容器
24r
Q D π= ()dt
dv r c dt cv d r dt dQ r r Q dt d dt dD j d ⋅=⋅=⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡==2222441414ππππ dt dv c r j ds j ds j s d j I d s d s d s d d =⋅==⋅=⋅=⎰⎰⎰24πϖϖ 例11-3:平行板电容器的正方形极板边长为m .30,当放电电流为A .01时,忽略边缘效
应,求:
(1) 两极板上电荷面密度随时间变化率;
(2) 通过极板中如图所示的正方形回路abcda 区间的位移电流大小;
(3) 环绕此正方形回路的⎰⋅l l d B ρϖ的大小。
解:(1)[][]dt
d S S dt d DS dt d dt d I D d σσΦ==== ()2121.113.00.11m s c I S dt d d ⋅⋅===⇒-σ (2))(111.01.01.11'2A s dt
d s j s d j I abcd abcd d s d d abcd =⨯=⋅==⋅=⎰σϖϖ (3)=⋅⎰abcda l d B ϖϖ? )(111.0A I l d H d abcda ==⋅⎰ϖϖ )/(1039.1111.0104770m wb l d H l d B abcda
abcda --⨯=⨯⨯=⋅=⋅⎰⎰πμϖϖϖϖ
11-3电磁波简介
一、磁波的形成
变化的电场产生变化的磁场,变化的磁场产生变化的电场。
二、磁波的性质
研究表明,电磁波的性质主要有如下几点: 1、电磁波是横波,也就是电磁波强度E ρ与磁场强度H ρ的振动方向与电磁波的传播方向k ρ(单位矢量)垂直,即:k E ρρ⊥ , k H ρρ⊥。
2、电场强度E ρ与磁场强度H ρ垂直,即 H E ρρ⊥
3、E ρ与H ρ随时间的变化是同步的(以后将介绍这种情况称为同位相),并且电磁波的传播方向k ρ就是H E ρρ⨯的方向。
图 示意了平面电磁波某一时刻的波形情况。
4、E ρ与H ρ幅值成比例 令o E ,o H 代表E ρ与H ρ的幅值,理论计算表明,o E 和o H 的关系位 o r o o r o H E μμεε=
5、电磁波的传播速度
计算表明,电磁波在介质只传播速度ν的大小为
r
o r o μμεεν1=
如果在真空中传播,1r r ==με,电磁波的速度为
s m c o
o /10318⨯≈=με 即真空中电磁波的传播速度,正好等于光在真空中的传播首都。
麦克斯韦根据这一事实,预言光波就是一种电磁波。