平面电磁波解读
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第十章 波动
3
物理学
第五版
10-7 平面电磁波 平面电磁波
E
o H
E
H
u x
x E E0 cos (t ) u x H H 0 cos (t ) u
第十章 波动
4
u
物理学
第五版
10-7 平面电磁波
二 平面电磁波的特性
x H H 0 cos (t ) H 0 cos(t kx) u x E E0 cos (t ) E0 cos(t kx) u
8
第十章 波动
1
6
物理学
第五版
10-7 平面电磁波
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 1 2 2 w w w ( E H ) 电磁场能量密度 e m 2 u 2 2 S (E H ) EH 2
又 u 1 /
B
c
c
+ -
+ + + +
E
E
B
c
第十章 波动
c
2
物理学
第五版
10-7 平面电磁波 极轴
传播方向 E
H p0 r
p0 2 sin
r E (r , t ) cos (t ) 4π r u 2 p0 sin r H (r , t ) cos (t ) u 1 4πr u
k 2π
第十章 波动
5
物理学
第五版
10-7 平面电磁波
H u; E
(1)电磁波是横波, E u (2) E 和 H 同相位 (3)E 和 H 数值成比例
H
u
H E
(4)电磁波传播速度 u 1 / , 真空中波速 等于光速
u c 1 / 0 0 2.99810 m s
X
射 线 5 nm ~ 0.04 nm
γ 射 线
0.04nm
第十章 波动
10
X射线
短波无线电波 波长 m 108
104
100
104
108
1012
1016
9
第十章 波动
物理学
第五版
10-7 平面电磁波
无线电波
310 m ~ 0.1 cm
4 5
红 外 线 6 10 nm ~ 760 nm 可 见 光 760nm ~ 400nm 紫 外 光 400 nm ~ 5 nm
物理学
第五版
10-7 平面电磁波
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. 1 T 2 π LC 2π LC
+ Q0 +
+
LΒιβλιοθήκη Baidu
C
Q0
第十章 波动
振荡电偶极子
1
物理学
第五版
10-7 平面电磁波
不同时刻振荡电偶 极子附近的电场线
振荡电偶极子附近的电磁场线
p p0 cost
H E
电磁波的能流密度(坡印廷)矢量 S E H
第十章 波动
7
物理学
第五版
10-7 平面电磁波
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 1 平均值 S E0 H 0 2 振荡偶极子的平均 辐射功率 2 4 p0 4 p 12πu
第十章 波动
8
E
S
H
物理学
第五版
10-7 平面电磁波
四
电磁波谱 电 磁 波 谱
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
频率 Hz
长波无线电波
红外线 紫外线 760 nm
可见光 400 nm γ 射 线
3
物理学
第五版
10-7 平面电磁波 平面电磁波
E
o H
E
H
u x
x E E0 cos (t ) u x H H 0 cos (t ) u
第十章 波动
4
u
物理学
第五版
10-7 平面电磁波
二 平面电磁波的特性
x H H 0 cos (t ) H 0 cos(t kx) u x E E0 cos (t ) E0 cos(t kx) u
8
第十章 波动
1
6
物理学
第五版
10-7 平面电磁波
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 1 2 2 w w w ( E H ) 电磁场能量密度 e m 2 u 2 2 S (E H ) EH 2
又 u 1 /
B
c
c
+ -
+ + + +
E
E
B
c
第十章 波动
c
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10-7 平面电磁波 极轴
传播方向 E
H p0 r
p0 2 sin
r E (r , t ) cos (t ) 4π r u 2 p0 sin r H (r , t ) cos (t ) u 1 4πr u
k 2π
第十章 波动
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物理学
第五版
10-7 平面电磁波
H u; E
(1)电磁波是横波, E u (2) E 和 H 同相位 (3)E 和 H 数值成比例
H
u
H E
(4)电磁波传播速度 u 1 / , 真空中波速 等于光速
u c 1 / 0 0 2.99810 m s
X
射 线 5 nm ~ 0.04 nm
γ 射 线
0.04nm
第十章 波动
10
X射线
短波无线电波 波长 m 108
104
100
104
108
1012
1016
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第十章 波动
物理学
第五版
10-7 平面电磁波
无线电波
310 m ~ 0.1 cm
4 5
红 外 线 6 10 nm ~ 760 nm 可 见 光 760nm ~ 400nm 紫 外 光 400 nm ~ 5 nm
物理学
第五版
10-7 平面电磁波
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. 1 T 2 π LC 2π LC
+ Q0 +
+
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C
Q0
第十章 波动
振荡电偶极子
1
物理学
第五版
10-7 平面电磁波
不同时刻振荡电偶 极子附近的电场线
振荡电偶极子附近的电磁场线
p p0 cost
H E
电磁波的能流密度(坡印廷)矢量 S E H
第十章 波动
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物理学
第五版
10-7 平面电磁波
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 1 平均值 S E0 H 0 2 振荡偶极子的平均 辐射功率 2 4 p0 4 p 12πu
第十章 波动
8
E
S
H
物理学
第五版
10-7 平面电磁波
四
电磁波谱 电 磁 波 谱
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
频率 Hz
长波无线电波
红外线 紫外线 760 nm
可见光 400 nm γ 射 线