电磁波原理与产生
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考虑方向关系有： 考虑方向关系有： 能量密度矢量（坡印廷矢量）： 能量密度矢量（坡印廷矢量）： S = E × H
3.平面电磁波 平面电磁波
平面电磁波： 如果点P离偶极子的距离 足够远，在点P附近所考察的空间范围 与r相比甚小，则电场强度E 和磁场强度
H H =
0
t
r v
H 的数值分别为: 式中 v = 1
ς
ω −
εµ
为电磁波的波速。
这是平面电磁波的波动表达式。所以在远离偶 极子的空间，在远离波源（发射天线）的不太 大的自由空间中传播的电磁波可近似地看成是 平面波。通过对平面电磁波的研究，可知电磁 波的基本性质。
平面电磁波的特点
(1)电矢量E、磁矢量H和都与波的传播方 向k垂直，因此电磁波是横波。 (2)E和H始终同频率，同相位。任意时刻 E和H的幅值成比例：ε ε E = µ µ H
平面波的事例
电磁波的产生
制作人: Rohs
电磁振荡
要产生电磁波,需要一个电场或磁场作周期性 变化的振荡电路作为波源. 在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器 极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电荷 和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化 的现象叫电磁振荡。
电磁波
一 电磁波的产生 周期性变化的电场和磁场总是互相转化、 互相激发，交替产生，由发生区域向周围空间 由近及远的传播，形成电磁波。
微分方程
∂ H 1 ∂ H ∂ E 1 ∂ E − 2 =0 − 2 2 =0 2 2 2 ∂x v ∂t ∂x v ∂t
2 2
2
2
微分方程的解及波速
H = H0
x ω t − E = E 0 v
x ω t − v
v=
1
εµ
Y
o
Z
基本性质： 基本性质：
1 = 2.9979 108 m。 × s εµ
εµ
为有限值， 为有限值，真空中 C =
能量密度
1 ω = ω e + ω m = (εE 2 + µH 2 ) 2
辐射强度： 辐射强度：单位时间内通过垂直与传播方向单位面积上 的辐射能， 表示。 的辐射能，用 S 表示。
dω = ω ⋅ vdt ⋅ dA dω v 2 2 S= = ωv = (εE + µH ) dAdt 2 1 ( ε E ⋅ µ H + µ H ⋅ ε E ) = EH = 2 εµ
v H
E
X
Z
Y
v
E
o
பைடு நூலகம்
E
H
X
v
H
v 两两相互垂直。 （1）电磁波是横波， E ，H ， 两两相互垂直。 ）电磁波是横波，
分别在各自的平面方向上振动。 （2）偏振性， E ，H 分别在各自的平面方向上振动。 ）偏振性， 同相变化。 （3）E ，H 同相变化。且 ） （4）波速 v = ）
1
ε E = µH
0 r 0 r
(3)E和H分别在各自的平面内振动，这一 特性称为偏振性。
ς (4)电磁波的传播u的大小为： = 1 ， u εµ ς 真空中电磁波的波 速等于真空中的光速： c = 1 µ 0ε 0 电磁波波谱：电磁波的频率愈高，相 应的波长就越短。无线电波的波长最长 （频率最低),而 射线的波长最短（频率 最高）目前人类通过各种方式已产生或 观测到的电磁波的最低频率为: 其波长为地球半径的 倍，而电磁波 z v = 10 −2 H 的最高频率为: 5 ×它来自于宇宙的 103 γ 射线。 v = 10 25 Hz
3.平面电磁波 平面电磁波
平面电磁波： 如果点P离偶极子的距离 足够远，在点P附近所考察的空间范围 与r相比甚小，则电场强度E 和磁场强度
H H =
0
t
r v
H 的数值分别为: 式中 v = 1
ς
ω −
εµ
为电磁波的波速。
这是平面电磁波的波动表达式。所以在远离偶 极子的空间，在远离波源（发射天线）的不太 大的自由空间中传播的电磁波可近似地看成是 平面波。通过对平面电磁波的研究，可知电磁 波的基本性质。
平面电磁波的特点
(1)电矢量E、磁矢量H和都与波的传播方 向k垂直，因此电磁波是横波。 (2)E和H始终同频率，同相位。任意时刻 E和H的幅值成比例：ε ε E = µ µ H
平面波的事例
电磁波的产生
制作人: Rohs
电磁振荡
要产生电磁波,需要一个电场或磁场作周期性 变化的振荡电路作为波源. 在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器 极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电荷 和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化 的现象叫电磁振荡。
电磁波
一 电磁波的产生 周期性变化的电场和磁场总是互相转化、 互相激发，交替产生，由发生区域向周围空间 由近及远的传播，形成电磁波。
微分方程
∂ H 1 ∂ H ∂ E 1 ∂ E − 2 =0 − 2 2 =0 2 2 2 ∂x v ∂t ∂x v ∂t
2 2
2
2
微分方程的解及波速
H = H0
x ω t − E = E 0 v
x ω t − v
v=
1
εµ
Y
o
Z
基本性质： 基本性质：
1 = 2.9979 108 m。 × s εµ
εµ
为有限值， 为有限值，真空中 C =
能量密度
1 ω = ω e + ω m = (εE 2 + µH 2 ) 2
辐射强度： 辐射强度：单位时间内通过垂直与传播方向单位面积上 的辐射能， 表示。 的辐射能，用 S 表示。
dω = ω ⋅ vdt ⋅ dA dω v 2 2 S= = ωv = (εE + µH ) dAdt 2 1 ( ε E ⋅ µ H + µ H ⋅ ε E ) = EH = 2 εµ
v H
E
X
Z
Y
v
E
o
பைடு நூலகம்
E
H
X
v
H
v 两两相互垂直。 （1）电磁波是横波， E ，H ， 两两相互垂直。 ）电磁波是横波，
分别在各自的平面方向上振动。 （2）偏振性， E ，H 分别在各自的平面方向上振动。 ）偏振性， 同相变化。 （3）E ，H 同相变化。且 ） （4）波速 v = ）
1
ε E = µH
0 r 0 r
(3)E和H分别在各自的平面内振动，这一 特性称为偏振性。
ς (4)电磁波的传播u的大小为： = 1 ， u εµ ς 真空中电磁波的波 速等于真空中的光速： c = 1 µ 0ε 0 电磁波波谱：电磁波的频率愈高，相 应的波长就越短。无线电波的波长最长 （频率最低),而 射线的波长最短（频率 最高）目前人类通过各种方式已产生或 观测到的电磁波的最低频率为: 其波长为地球半径的 倍，而电磁波 z v = 10 −2 H 的最高频率为: 5 ×它来自于宇宙的 103 γ 射线。 v = 10 25 Hz