上海交通大学：《大学物理教程》课程电子教案（课件讲稿）第18章 电磁波 18.2 电磁波的性质

第18章电滋波 §18.1电磁波波动方程 §18.2电磁波的性质 §18.3振荡电偶极子的辐射赫兹实验

第 18 章 电磁波 §18.1 电磁波波动方程 §18.2 电磁波的性质 §18.3 振荡电偶极子的辐射 赫兹实验

§18.2电磁波的性质 一、性质 E=E cosot →E=E cos ot E=Eo coso(t-) 沿x轴正向传播的平面简谐波

§18.2 电磁波的性质 一 、 性质 0 cosωtEE r r = ⇒ = 0 cosωtEE )(cos 0 c x = ω tEE − 沿x轴正向传播的平面简谐波 E r B r o x y z

OE aH 可证： 8x 二一oat E=E cos(- 1 E →H= d=5 cosot-之=，cos01-。 uoc Ho= E0 1 Moc 沿x轴负向传播： E=Eocoso(t+%) H=-Hocos(+

)(cos)(cosd 1 0 0 0 0 c x tH c x t c E t x E H = =− − ∂ ∂ −=⇒ ∫ ω ω μ μ 0 0 0 0 0 0 E c E H μ ε μ == 沿x轴负向传播： )(cos 0 c x −= ω tHH + )(cos 0 c x = ω tEE + 可证： t H x E ∂ ∂ −= ∂ ∂ μ0 )(cos 0 c x = ω tEE − 00 1 εμ c =

E=Eo cos@(t-) H=Ho coso(t- 性质：1.横波性 E,i⊥u 2.偏振性 E⊥i,tWE×i 3.E,i同相位 H24B-A

性质： 1. 横波性 uHE 2. 偏振性 r r r , ⊥ )(cos 0 c x = ω tEE − )(cos 0 c x = ω tHH − HEuHE r r r r r ⊥ // , × 3. HE 同相位 r r , 1 0 0 E c = BEH = μ ε z E r → r H u r H r E r o y x

二、 坡印廷矢量 电磁波的能流密度： S=wu 利用：u= - 2 5H-?yaed →S=EH

二、 坡印廷矢量 电磁波的能流密度 ： 2 2 2 1 2 1 +== με HEwwuS ⇒ = EHS H εμμ EH 2 1 2 1 2 = μεε HEE 2 1 2 1 2 = u με HE με = , = 1 利用：

SI/u/E×i 台S=Exi E 电磁波强度： 1=5=,eE 2\u →S=EH

HEuS r r r r //// × HES r r r ×=⇒ S r E r H r 电磁波强度： = 00 == uwHEE 20 21 21 με 2 ESI μ ε == ⇒ = EHS

**坡印廷矢量举例** S=E×月 •电阻 可以证明： S 输入功率： P=S(2πa·1)≡I2R 电阻消耗的能量是通过坡印廷矢量输入的！

**坡印廷矢量举例** •电阻 I I H r E r S r S r 可以证明： RIlaSP 2 2( π ) ≡⋅⋅= 电阻消耗的能量是通过坡印廷矢量输入的！ HES v v v ×= 输入功率：

**坡印廷矢量举例** 5=尼×i •电源 电源通过坡印廷矢量输出能量！

- - - + + + •电源 I I H r E r S r S r 电源通过坡印廷矢量输出能量！ HES v v v **坡印廷矢量举例** ×=

**坡印廷矢量举例** S=E×月 •电容器充、放电 电容器充电过程 中，通过坡印廷 矢量输入能量！ 电容器放电过程 中，通过坡印廷 矢量输出能量！ 可以证明： W=S:(2πRd)dt≡q2/2C

+q -q •电容器充、放电 I I E r S r S r 电容器充电过程 中，通过坡印廷 矢量输入能量！ H r 电容器放电过程 中，通过坡印廷 矢量输出能量！ 可以证明： CqtRdSW t 2( π 2/d) 2 0 ≡⋅= ∫ **坡印廷矢量举例** HES v v v ×=

三、辐射压强 (E-me) W 质量密度： 动量密度：p=B-”(:E2=p2c2+mc)） E PCAS F 辐射压强： F pc=w △S △S △S

三、 辐射压强 质量密度： 动量密度： )( 2 2 mcE c w m Q == ( ) 2 2 0 222 cmcpE c w c E p Q +=== 辐射压强： c F ΔS wpc SSpc SF == ΔΔ = Δ