《大学物理》课程PPT教学课件：第十六章 电磁振荡和电磁波（16.2）电磁波

16-2电磁浪 第十六章电磁振荡和电磁浪 电磁波的产生与传播 变化的电磁场在空间以一定的速度传播就形成 电磁波 T=2丌√LC C 2兀√L Q 振荡电偶极子

16 – 2 电磁波 第十六章 电磁振荡和电磁波 + Q0 Q0 L C 一 电磁波的产生与传播 变化的电磁场在空间以一定的速度传播就形成 电磁波. T = 2π LC 2π LC 1  = - + 振荡电偶极子 + -

16-2电磁浪 第十六章电磁振荡和电磁浪 不同时刻振荡电偶振荡电偶极子附近的电磁场线 极子附近的电场线 p= po cos at B B E E

16 – 2 电磁波 第十六章 电磁振荡和电磁波 不同时刻振荡电偶 极子附近的电场线 p p cost = 0 + + + + + E  B  E  c c c c  + - B  振荡电偶极子附近的电磁场线

16-2电磁浪 第十六章电磁振荡和电磁浪 极轴 传播方向 E(r,t upon sin 0 cos a(t-) 4兀 H(r, t= Eupoo sin 6 co0(-)u=1/√ 4丌r

16 – 2 电磁波 第十六章 电磁振荡和电磁波 cos ( ) 4π sin ( , ) 2 0 u r t r p E r t =  −    cos ( ) 4π sin ( , ) 2 0 u r t r p H r t =  −     u =1  p0  极轴 传播方向 r  E  H 

16-2电磁浪 第十六章电磁振荡和电磁浪 平面电磁波 e=E coSO(t-) ∫I H=Ho coSQ(t-)

16 – 2 电磁波 第十六章 电磁振荡和电磁波 u  E  H  平面电磁波 u  E  H  x o cos ( ) 0 u x E = E  t − cos ( ) 0 u x H = H  t −

16-2电磁浪 第十六章电磁振荡和电磁浪 电磁波的特性 H=Ho coSO(t Ho cos(at-hr) e=E coSO(t-)= Eo cos(at-h) 1)电磁波是横波ET,7s, 2)E和且同相位; 3)E和且数值成比例AH=AEE; 4)电磁波传播速度I=^,真空中波速 等于光速=C c00 5^oog×J0。2

16 – 2 电磁波 第十六章 电磁振荡和电磁波 二 电磁波的特性 cos ( ) cos( ) 0 0 E t kx u x E = E  t − =  − cos ( ) cos( ) 0 0 H t kx u x H = H  t − =  −  2π k = 1）电磁波是横波 , ; 2） 和 同相位 ; 3） 和 数值成比例 ； 4）电磁波传播速度 , 真空中波速 等于光速 . E  E u   ⊥ H u   ⊥ H  u =1  1 2.998 10 m/s 8 u = c =  0 0 =  E  H  H = E u  E  H 

16-2电磁浪 第十六章电磁振荡和电磁浪 电磁波的能量 辐射能:以电磁波的形式传播出去的能量 电磁波的能流密度S=wv >电磁场能量密度W=w+Wa2s+的 72) S=(EE +u=Eh 2 又 ft=MeI WH=EE >电磁波的能流密度(坡印廷)矢量S=E×

16 – 2 电磁波 第十六章 电磁振荡和电磁波 三 电磁波的能量 辐射能 ： 以电磁波的形式传播出去的能量. 电磁波的能流密度 S = wu ( ) 2 1 2 2 ➢ 电磁场能量密度 w = we + wm = E + H ( ) 2 2 2 E H u S =  +  = EH u =1  H = E 又 ➢ 电磁波的能流密度（坡印廷）矢量 S E H    = 

16-2电磁浪 第十六章电磁振荡和电磁浪 电磁波的能流密度(坡印廷)矢量S=E×H 平面电磁波能流密度平均值S、l EH 2、4 振荡偶极子的平均辐射功率P= 10O 4 12丌LL

16 – 2 电磁波 第十六章 电磁振荡和电磁波 ➢ 电磁波的能流密度（坡印廷）矢量 S E H    =  0 0 2 1 平面电磁波能流密度平均值 S = E H 振荡偶极子的平均辐射功率 4 2 4 0 12π    =  u p p S  E  H 

16-2电磁波 第十六章电磁振荡和电磁浪 电磁波谱 0 2 6 8 101214 16 18202224 0101010101010101010101010 频率Hz 红外线山紫外线 长波无线电波 760m可见光400m y射线 短波无线电波 X射线 波长m1081041010410810-1210 无线电波3×104m~0.lcm紫外光400nm~5nm 红外线6×105nm~760nmx射线5mm~0.04nm 可见光760nm~400nmy射线<004nm

16 – 2 电磁波 第十六章 电磁振荡和电磁波 760nm 可见光 400nm 电 磁 波 谱 红外线 紫外线  射 线 X射线 长波无线电波 6 10 10 10 14 10 18 10 22 10 2 10 4 10 8 10 12 10 16 10 20 10 24 10 0 10 频率 Hz 16 10 8 − 波长 m 10 4 10 4 10 0 − 10 8 10− 12 10− 短波无线电波 无线电波 3 10 m ~ 0.1cm 4  6 10 nm ~ 760nm 5  可见光 760nm ~ 400nm 红外线  400nm ~ 5nm 5nm ~ 0.04nm  0.04nm 紫外光 x 射线 射线