第 18 章 电磁波
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第 18 章 电磁波. 第 18 章 电磁波. 在 ρ =0, j=0 的情况下,由 Maxwell 方程组得 :. ⑴. ⑵. ⑶. ⑷. §18-1 电磁波波动方程. 由矢量分析公式:. 在式⑶两边取旋度. 考虑到. 上式方程右边. y. 上面就是 E 和 H 的三维波动方程. o. x. 如果只考虑 E 和 H 的一个分量及沿 X 方向传播的一维波:. z. 用类似方法得:. 对照波动方程可知:. 平面波的波动方程. y. o. x. z. §18-2 电磁波的性质. 一、性质. 沿 x 轴正向传播的平面简谐波. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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第 18 章 电磁波
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§18-1 电磁波波动方程
在 ρ=0, j=0 的情况下,由 Maxwell 方程组得:
t
DH
t
BE
B
E
0
0 ⑴
⑵
⑶
⑷
由矢量分析公式 : AAA
2)()(
第 18 章 电磁波
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在式⑶两边取旋度)()( B
tE
EEEE
22)()( 考虑到 EDHB
00 ,
上式方程右边
2
2
002
2
00 tE
tD
Ht
Bt
)()(
2
2
002
t
EE
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用类似方法得 :2
2
002
t
HH
上面就是 E 和 H 的三维波动方程
对照波动方程可知 :
如果只考虑 E 和 H 的一个分量及沿 X 方向传播的一维波 :
00
2
2
002
2
2
2
002
2
1
c
t
H
x
H
t
E
x
E 平面波的波动方程
E
B
o x
y
z
2
00
2 1cu
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§18-2 电磁波的性质一、性质
tEE cos0
tEE cos0
)(coscx
tEE 0
沿 x 轴正向传播的平面简谐波
E
B
o x
y
z
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可证 :
)(cos)(cos1
0
0
0
0 c
xtH
c
xt
c
Edtx
EH
00
0
0
00 E
c
EH
沿 x 轴负向传播 :
)(cos0 c
xtHH
)(cos0 c
xtEE
t
H
x
E
0
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)(coscx
tEE 0
)(coscx
tHH 0
性质 1 . 横波性
2 . 偏振性
uHE
,
o
y
xz
E
EH
H u
HEuHE
// ,
3 . 同相HE
, 1
0
0 Ec
BEH
4 . 真空中 :
介质中 :
00
1
C
n
ccu
rr
1rrn
折射率
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二、玻印廷矢量电磁波的能流密度 : 22
2
1
2
1 HEwwuS
HEu
1
利用:
EHS
HEuS
//// HES
S
E
H
电磁波强度 :
uwHEE 002
0 2
1
2
1
2ESI
Poynting vector
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三、 辐射压强
质量密度 :
动量密度 :
)( 22
mcEc
wm
c
wc
c
wp
2
辐射压强 :
c
F
Swpc
S
Spc
S
F
平均压强 :c
Sw
S
F
)(
完全反射 :c
Sw
S
F22)(2
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四、电磁波谱
将电磁波按其频率 ( 或波长 ) 顺序排列起来 , 称为电磁波谱。
无线电波 : 104 - 10-3 m ;红外 :10-3 - 7.6×10-7 m ;
可见光 :7.6×10-7 - 3.9×10-7m; 紫外 : 3.9×10-7 - 4.0×10-
8m; x-ray: 10-7 - 10-13m; γ - ray:
处在 3.9×10-8m 以下。