电磁波作业

1 1 ε0 2 S = E0H0 = E0 ⇒ E0 = 2cµ0S 2 2Hale Waihona Puke Baiduµ0 = 1.55 ×103 V/m B0 E0 H0 = = = 4.11A/m µ0 cµ0
2. 已知在某一各向同性介质中传播的线偏振光，其电 已知在某一各向同性介质中传播的线偏振光， x 15 场分量为 Ez = E0cosπ ×10 (t + )(SI)
在单位时间内通过垂直于电磁波传播方向单位面积的能量
8. 一电磁波在空气中通过某点时，该点某一时刻的电 一电磁波在空气中通过某点时， 0.265A/m 场强度E=100V/m，则同时刻的磁场强度 场强度 ，则同时刻的磁场强度H=_______， ， 8.9 ×10-8 J/m 26.5W 2 /m 电磁能密度w=___________ 能流密度S=___________ =___________， =___________。 电磁能密度 =___________3，能流密度 =___________。 9. 在真空中传播的平面电磁波，在空间某点的磁场强 在真空中传播的平面电磁波， π 度为 H = 1.2cos(2πνt + )(SI)
1 ε0 E0 = µ0 H0; S = E0H0 2 1 ε E0 = µ H0; S = E0H0 D. 2
6. 关于电磁波和机械波的性质比较，下列说法不正确 关于电磁波和机械波的性质比较， 的是（ ） 的是（ A. 都可以在真空中传播； 都可以在真空中传播； B. 都可以产生衍射、干涉现象； 都可以产生衍射、干涉现象； C. 都是能量由近及远地向外传播； 都是能量由近及远地向外传播； D. 都能产生反射、折射现象。 都能产生反射、折射现象。
y
S
H
x z
E
5. 在均匀媒质中，沿 r 方向传播的平面电磁波的方程为 在均匀媒质中，
E = E0 cosω(t − r u),
A. E0 = H0; S = E0H0
C.
H = H0 cosω(t − r u)
B.
则其振幅 E0 、H0 与平均能流密度 S 的关系为
ε E0 = µH0; S = E0H0
1 （4） S = E0H0 = 1.06 ×10−5 W 2 ） /m 2
εµ ε E0 = E0 （3） H0 = ） µ µ 1 −7 u= = 0.8c µ ≈ µ0 = 4π ×10 H/m −4 εµ H = 2.65 ×10 A/m
0
π 3 2 则该点的电场强度为_______________________ 则该点的电场强度为E = 4.52 ×10 cos(2πνt + )(SI) 3 -1 −12 真空的介电系数 ε0 = 8.85 ×10 F⋅ m
真空磁导率
µ0 = 4π ×10−7 H⋅ m-1
（三） 计算题
1. 有一氦氖激光器，它所发射的激光功率为 有一氦氖激光器，它所发射的激光功率为10mW，设 ， 发射的激光为圆柱形光束，圆柱截面的直径为2mm，试 发射的激光为圆柱形光束，圆柱截面的直径为 ， 求激光的最大电场强度和磁场强度。 求激光的最大电场强度和磁场强度。 解： P = 10 ×10−3 W r = 10−3 m P 10 ×10−3 104 S= = = 3.18×103 W 2 /m × −6 S π ×10 π
A. Em c B. c Em C. Em c D. cEm
2
2
3. 一功率为 的无线台，A点距电台为 A，B点距电台 一功率为P的无线台 的无线台， 点距电台为 点距电台为r 点距电台 若电台沿各方向作等同辐射， 为rB，且rB=2rA ，若电台沿各方向作等同辐射，则场 强幅值E 强幅值 A：EB为（ ） A：2：1 ： ： B：4：1 ： ： C：8：1 ： ： D：16：1 ： ：
P 3 S 注： 2 = 3.18 ×10 (SI) ＝ πr
6. 在电磁波传播的空间中，任一点的 E和 H 在电磁波传播的空间中， 的方向及波传播的之间的关系是_________。 的方向及波传播的之间的关系是 右手螺旋关系 。
7. 坡印廷矢量 S 的物理意义是 的物理意义是____________________， ， S = E×H 其定义式为________________________________。 其定义式为 。
3.18 ×10 W⋅ m
-5
-2
1 ν 注： = c/λ H0 = E0/c S = E0H0 2
4. 一列电磁波在真空中沿 轴传播，设某点的电场强度为 一列电磁波在真空中沿z轴传播 轴传播，
π Ex = 900cos(2πνt + )V ⋅ m-1 6 则该点的磁场强度的表达式为____________________。 则该点的磁场强度的表达式为 。 ε0 π Hy = 900 cos(2πνt + )V ⋅ m-1 6 µ0 5. 有一氦氖激光器发出的功率为 有一氦氖激光器发出的功率为10mV的激光，设发出 的激光， 的激光 的激光为圆柱形光束，圆柱横截面的直径为2mm，则 的激光为圆柱形光束，圆柱横截面的直径为 ， 激光束的坡印亭矢量的平均值为__________。 激光束的坡印亭矢量的平均值为 。
（二）填空题
1. 一列平面电磁波，在真空中传播，则它是 横 波， 一列平面电磁波，在真空中传播，则它是_____波 波速c 1 µ0ε0 ， 波速 =________，空间在一点的电场强度 E和磁场强 的方向__________；位相_________。 度 H的方向 相互垂直 ；位相 相同 。 2. 一广播电台的平均辐射功率 一广播电台的平均辐射功率20kw,假定辐射的能量均 假定辐射的能量均 匀分布在以电台为球心的半球面上， 匀分布在以电台为球心的半球面上，那么距离电台为 10km处的电磁波的平均辐射强度为 10-4 / π W⋅ m-2 处的电磁波的平均辐射强度为_________。 处的电磁波的平均辐射强度为 。
−1 3. 一列电磁波的波长为 一列电磁波的波长为0.03m，电场强度幅值 30Vm， ， × 则该电磁波的频率为________Hz，其磁感应强度 的幅 则该电磁波的频率为 1×1010 ，其磁感应强度B的幅 1.19 × 值为_________T，平均辐射强度为_________W·m-2。 · 值为 1×10－7 ，平均辐射强度为
第十二章 电磁波
（一）选择题 1. 某广播电台的天线可视为偶极辐射，原发射 某广播电台的天线可视为偶极辐射， 若将发射频率提高到4 频率为ν，若将发射频率提高到 ν ，其辐射强度 为原来的（ 为原来的（ ）倍。 A. 16 B. 8 C. 32 D. 256 2. 在某广播电台附近电场强度的最大值为 m， 在某广播电台附近电场强度的最大值为E 则该处磁感应强度最大值为（）（式中c为光速 （）（式中 为光速） 则该处磁感应强度最大值为（）（式中 为光速）
4. 设在真空中沿着 轴负方向传播的平面电磁波，其磁 设在真空中沿着z轴负方向传播的平面电磁波 轴负方向传播的平面电磁波， 场强度的波表达式 Hx = −H0 cosω(t + z c) 为，则电场 强度的表达式为（ 强度的表达式为（ ） A： Ey = ： B： ： C： ： D： ：
µ0 ε0 H0 cosω(t + z c) Ex = µ0 ε0 H0 cosω(t + z c) Ey = − µ0 ε0 H0 cosω(t + z c) Ex = − µ0 ε0 H0 cosω(t + z c)
0.8c 式中 E0 = 0.08V/m c为真空光速。试求 , 为真空光速 为真空光速。 （1）介质的折射率； ）介质的折射率； （2）光波的频率； ）光波的频率； （3）磁场分量的幅值； （4）平均辐射强度。 ）磁场分量的幅值； ）平均辐射强度。 c c 解： 1） n = = （ ） = 1.25 u 0.8c （2） ω = 2πν = π ×1015 ⇒ν = 5 ×1014 Hz ）