chap13電磁波.ppt

1、麥克斯韋（1831-1879）英國(guó)物理學(xué)家 . 經(jīng)典電磁理論的奠基人 , 氣體動(dòng)理論創(chuàng)始人之一 . 他提出了有旋場(chǎng)和位移電流的概念 , 建立了經(jīng)典電磁理論 , 并預(yù)言了以光速傳播的電磁波的存在 .在氣體動(dòng)理論方面 , 他還提出了氣體分子按速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律.,1865 年麥克斯韋在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ) 上，提出完整的電磁場(chǎng)理論，他的主要貢獻(xiàn)是提出了“有旋電場(chǎng)”和“位移電流”兩個(gè)假設(shè)，從而預(yù)言了電磁波的存在，并計(jì)算出電磁波的速度（即光速）.,1888 年赫茲的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的預(yù)言, 麥克斯韋理論奠定了經(jīng)典動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，為無(wú)線電技術(shù)和現(xiàn)代電子通訊技術(shù)發(fā)展開(kāi)辟了廣闊前景.,在真空中,1、在非穩(wěn)恒電流情況

2、下，安培環(huán)路定理遇到矛盾。,a對(duì)穩(wěn)恒電流：,b對(duì)非穩(wěn)恒電流:如電容器放電,同一回路的磁場(chǎng)環(huán)流對(duì)于不同曲面不同，出現(xiàn)矛盾。,2、位移電流麥克斯韋假設(shè),設(shè)電容器極板面積為S， 電荷面密度，放電過(guò)程,麥克斯韋假設(shè) 變化的電場(chǎng)本質(zhì)上是一種電流位移電流。,通過(guò)電場(chǎng)中某一截面的位移電流強(qiáng)度等于通過(guò)該截面的電位移通量的時(shí)間變化率。,3、全電流傳導(dǎo)電流運(yùn)流電流位移電流,4、全電流的安培環(huán)路定理,5、位移電流、傳導(dǎo)電流比較,(1) 等效方面，都會(huì)激發(fā)磁場(chǎng)。,(2) 不等效方面，,右手螺旋,左手螺旋,（2）作一半徑r為平行于極板的圓形回路為閉合回路,例1 有一半徑為R的兩塊圓形平行平板電容器, 電場(chǎng)強(qiáng)度增加率 ，

3、 求（1）求兩極板間的位移電流;（2）兩極板間磁場(chǎng)分布。,一、靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒磁場(chǎng)（基本規(guī)律）,二、一般情況下,靜電場(chǎng),渦旋場(chǎng),傳導(dǎo)電流,位移電流,1）電場(chǎng)性質(zhì)：,2）磁場(chǎng)性質(zhì)：,3）變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的關(guān)系：,4）變化的磁場(chǎng)和電場(chǎng)的關(guān)系：,1、電磁振蕩（振蕩電路為L(zhǎng)C回路）,LC 電磁振蕩電路,電磁振蕩：電容器上的電荷和電路中的電流隨時(shí)間作周期性變化。,LC回路中若無(wú)能量損耗，電荷和電流的周期性變化過(guò)程將會(huì)一直延續(xù)下去，如同一個(gè)諧振子運(yùn)動(dòng)。,電磁振蕩性質(zhì)完全由本身決定。通過(guò)改變L、C得到所需的頻率或周期。,一）電磁波的產(chǎn)生和傳播,電磁波的產(chǎn)生裝置振蕩偶極子LC回路,不同時(shí)刻振蕩電偶極子附近的電場(chǎng)線,振蕩電偶極子附近的電磁場(chǎng)線,進(jìn)一步推導(dǎo)可得在離偶極子很遠(yuǎn)的地方,其中：,可以看出： 離偶極子很遠(yuǎn)的地 方，可視為平面波,且：,電力線與磁力線分布,.,磁力線：,當(dāng)Z很大：,平面電磁波,電磁波的基本性質(zhì)：,1）電磁波是橫波 , ; 2） 和 同相位 ; 3） 和 數(shù)值成比例 ； 4）電磁波傳播速度 , 真空中波速 等于光速 .,4、電磁波的能量和能流密度,坡印廷矢量