电磁场与电磁波谢处方版教案解读

合集下载

谢处方版《电磁场与电磁波》第1章

谢处方版《电磁场与电磁波》第1章
电磁场与电磁波
谢处方等编著
高教出版社
引言 电磁模型 一、基础知识 电磁学是研究静止或运动电荷作用效应的。
电荷有正、负电荷。电场是由正或负电荷产生的。 而运动电荷形成电流,它产生磁场。 建立在理想模型上的理论需要三个基本步骤:
第一,与研究项目有关的一些基本量的定义;第二, 规定这些基本量的运算规则;第三,一些基本关系 的假定。
向 、 和z增加的方向,且满足右旋关系
a a az a az a a z a a 8
矢量A和B的圆柱坐标分量及其代数运算
A a A a A a z Az a B a B a B a z Bz b A B a ( A B ) a ( A B ) a z ( Az Bz 20 A B a A a A a z Az a B a B a z Bz A B A B Az Bz 21 A B a A a A a z Az a B a B a z Bz a ( A Bz Az B ) a ( Az B A Bz ) a z ( A B A B a a a z A A Az B B Bz 22
图1.2 矢量加法
矢量加法服从交换律和结合律 A B = B A
(1.2) (1.3 )
( A B) + C = A ( B C )
图1.3表示借助于矢量加法可以实现矢量减法
A ( B) = A B
(1.4)
图1.3 矢量减法
2.矢量乘法 图1.4表示矢量A和B的点积(或标积)为两个矢量相互 投影之值
2、电荷守恒定律: 电荷体密度

电磁场与电磁波[第四版]课后答案谢处方第二章习题

电磁场与电磁波[第四版]课后答案谢处方第二章习题
电位
描述电场中某点电荷所具有的势 能,其值等于单位正电荷从该点 移动到参考点时所做的功。
电介质与电位移矢量
电介质
指能够被电场极化的物质,其内部存 在大量的束缚电荷。
电位移矢量
描述电场中某点的电场强度和电介质 极化效应的矢量,其值等于电场强度 和极化强度矢量的矢量和。
高斯定理与泊松方程
高斯定理
在静电场中,穿过任意闭合曲面的电 场强度通量等于该闭合曲面内所包围 的电荷量。
填空题答案及解析
答案
麦克斯韦方程组
解析
麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程,其中包括了 变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场两个重要的 结论。因此,填空题2的答案是麦克斯韦方程组。
计算题答案及解析
答案:见解析
解析:根据电磁场理论,电场和磁场是相互依存的,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场。在 计算题1中,需要利用法拉第电磁感应定律和麦克斯韦方程组进行计算和分析。具体计算过程和结果 见解析部分。
泊松方程
描述静电场中某点的电位与电荷分布 的关系,其解为该点的电位分布。
03
恒定磁场
磁场强度与磁感应强度
磁场强度
描述磁场强弱的物理量,与电流、导线的环绕方向相关。
磁感应强度
描述磁场对放入其中的导体的作用力的物理量,与磁场强度和导体在磁场中的放置方式 相关。
Hale Waihona Puke 安培环路定律与磁通连续性原理
安培环路定律
偏振是指电磁波的振动方向与传播方向之间的关系,可以分为横波和纵波两种类 型。在时变电磁场中,电磁波通常是横波,其电场矢量和磁场矢量都与传播方向 垂直。
05
习题答案及解析
选择题答案及解析
选择题1答案及解析

电磁场与电磁波教案

电磁场与电磁波教案

教师备课教案本
(理论课程)
系别:电子工程系
课程名称:电磁场与电磁波
教师姓名:刘咏梅
授课时间:2010-2011学年第一学期
电子科技大学中山学院
教师授课计划*
1、教师首次授课时应将本计划告知学生;
2、理论课程教案一般以2节课或3节课为一个单元编写,“授课总次数”即单元总数。

填表日期:2011年02 月28 日
教案
*“教学后记”是授课完毕之后,教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结,因此,教师应及时手写补充完整本部分内容。

*“教学后记”是授课完毕之后,教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结,因此,教师应及时手写补充完整本部分内容。

*“教学后记”是授课完毕之后,教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结,因此,教师应及时手写补充完整本部分内容。

*“教学后记”是授课完毕之后,教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结,因此,教师应及时手写补充完整本部分内容。

*“教学后记”是授课完毕之后,教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结,因此,教师应及时手写补充完整本部分内容。

*“教学后记”是授课完毕之后,教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结,因此,教师应及时手写补充完整本部分内容。

*“教学后记”是授课完毕之后,教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结,因此,教师应及时手写补充完整本部分内容。

*“教学后记”是授课完毕之后,教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结,因此,教师应及时手写补充完整本部分内容。

电磁场和电磁波[第四版]课后问题详解及解析汇报__谢处方,共138页

电磁场和电磁波[第四版]课后问题详解及解析汇报__谢处方,共138页

电磁场与电磁波(第四版)课后答案第一章习题解答1.1 给定三个矢量A 、B 和C 如下: 23x y z =+-A e e e4y z =-+B e e 52x z =-C e e求:(1)A a ;(2)-A B ;(3)A B ;(4)AB θ;(5)A 在B 上的分量;(6)⨯A C ;(7)()⨯A B C 和()⨯A B C ;(8)()⨯⨯A B C 和()⨯⨯A BC 。

解 (1)23A x y z+-===e e e A a e e e A (2)-=A B (23)(4)x y z y z +---+=e e e e e 64x y z +-=e e e(3)=A B (23)x y z +-e e e (4)y z -+=e e -11 (4)由c o sAB θ=111238=A B AB ,得 1cos AB θ-=(135.5= (5)A 在B 上的分量 B A=A cos AB θ==A B B (6)⨯=A C 123502xyz-=-e e e 41310x y z ---e e e (7)由于⨯=B C 041502xyz-=-e e e 8520x y z ++e e e⨯=A B 123041xyz-=-e e e 1014x y z ---e e e所以 ()⨯=A B C (23)x y z +-e e e (8520)42x y z ++=-e e e ()⨯=A B C (1014)x y z ---e e e (52)42x z -=-e e(8)()⨯⨯=A B C 1014502xyz---=-e e e 2405x y z -+e e e()⨯⨯=A B C 1238520x y z -=e e e 554411x y z --e e e1.2 三角形的三个顶点为1(0,1,2)P -、2(4,1,3)P -和3(6,2,5)P 。

(1)判断123PP P ∆是否为一直角三角形; (2)求三角形的面积。

电磁场与电磁波 谢处方课件_1

电磁场与电磁波 谢处方课件_1

A A(ex cos e y cos ez cos )
e A ex cos e y cos ez cos
x
电磁场与电磁波
第1章 矢量分析
5
2. 矢量的代数运算 (1)矢量的加减法
B
A B
两矢量的加减在几何上是以这两矢量为
电磁场与电磁波
第1章 矢量分析
y
ey
13
4、坐标单位矢量之间的关系 直角坐标与 圆柱坐标系
e
ex
ez
e
ey

e
ex
e ez
er
cos sin
sin cos
0
e
0
e
0 0 1
ez
o

单位圆
x
直角坐标系与柱坐标系之间 坐标单位矢量的关系
3
1. 标量和矢量 标量:一个只用大小描述的物理量。 矢量:一个既有大小又有方向特性的物理量,常用黑体字 母或带箭头的字母表示。
矢量的几何表示:一个矢量可用一条有方向的线段来表示
A 矢量的代数表示: e A A e A A A 矢量的大小或模: A A 矢量的单位矢量: e A A
A B B A ——矢量的标积符合交换律 AB
B

A
矢量 A与 B 的夹角
A B 0
A // B
A B AB
e x e y e y ez e z e x 0
ex ex e y e y e z ez 1
作以比较,得出相应结论。 解 (1)由梯度计算公式,可求得P点的梯度为

第二章 电磁场的基本规律 电磁场与电磁波 课件 谢处方

第二章 电磁场的基本规律 电磁场与电磁波 课件 谢处方

电磁场与电磁波
第2章
电磁场的基本规律
3
2.1 电荷守恒定律
电磁场物理模型中的基本物理量可分为源量和场量两大类。
源量为电荷q ( r,t )和电流 I ( r,t ),分别用来描述产生电 磁效应的两类场源。电荷是产生电场的源,电流是产生磁场的源。
电荷
(运动)
电流
电场
磁场
本节讨论的内容:电荷模型、电流模型、电荷守恒定律
电荷守恒定律是电磁现象中的基本定律之一。 电流连续性方程 dq d 积分形式 J dS S dt dt 微分形式 J t 恒定电流的连续性方程
流出闭曲面S的电流 等于体积V内单位时 间所减少的电荷量

V
dV
0 t
恒定电流是无源场,电 流线是连续的闭合曲线, 既无起点也无终点
J 0、 SJ dS 0
王喜昌教授编写
电磁场与电磁波
第2章
电磁场的基本规律
14
2.2 真空中静电场的基本规律 静电场:由静止电荷产生的电场 重要特征:对位于电场中的电荷有电场力作用 2.2.1. 库仑定律 电场强度 1. 库仑(Coulomb)定律(1785年) 真空中静止点电荷 q1 对 q2 的作用力:
R M E r y
如果电荷是连续分布呢?
王喜昌教授编写
x
电磁场与电磁波
第2章
电磁场的基本规律
17
体密度为 (r ) 的体分布电荷产生的电场强度
(ri)Vi Ri E (r ) 4 0 Ri3 i 1 1 (r )R V R3 dV 4 0
t 0
电流 —— 电荷的定向运动而形成,用i 表示,其大小定义为:

电磁场与电磁波第四版课后答案 谢处方 第二章习题 2

电磁场与电磁波第四版课后答案 谢处方 第二章习题 2

0 By 0
ez
1
0
x
0.8
cos
3.77 102 t 1.26 106 x

ez 0.802sin 3.77 102 t 1.26106 x A / m2
Jd 0.802 A / m2
(3)由
D r0E 50 ex 0.9106 cos 3.77 102t 2.81106 z ex 58.851012 0.9106 cos 3.77 102t 2.81106 z
电流。
解:(1)由

E

0
H t
在圆柱坐标系中有

a)2

y2

z2
3/ 2


0
解之:y 0 , z 0 时,由2式或3式代入1式,得a=0,无解;
当 y 0 , z 0 时,代入1式,得:
(x a)(x a)3 2(x a)(x a)3
即 (x a)2 2(x a)2 故空间有 x 3 2 2 a x 3 2 2 a 不合题意,故解为 x 3 2 2 a
4Ar)
在 r a 区域:


1 r2
r
r2 (a5

Aa4 ) / r2

0
2.21下面的矢量函数中哪些可能是磁场?如果是,求其源变量 J
(1)H ˆa , B 0 H (圆柱坐标)
(2)H ex (ay) eyax , B 0 H
(3)H exax eyay ,B 0 H (4)H ear , B 0 H
b c d rr
bc b

[理学]第四章 时变电磁场 电磁场与电磁波 课件 谢处方_OK

[理学]第四章 时变电磁场 电磁场与电磁波 课件 谢处方_OK

0 2 2a3
a2
RI 2
式中
R
1
a2
是单位长度内导体的电阻。由此可见,进入内导
体中功率等于这段导体的焦耳损耗功率。
以上分析表明电磁能量是由电磁场传输的,导体仅起着定向 引导电磁能流的作用。当导体的电导率为有限值时,进入导体中 的功率全部被导体所吸收,成为导体中的焦耳热损耗功率。 27
王喜昌教授编写
惟一性定理指出了获得惟一解所必须满足的条件,为电磁场 问题的求解提供了理论依据,具有非常重要的意义和广泛的 应用。
31
王喜昌教授编写
电磁场与电磁波
4. 5 时谐电磁场
时谐电磁场的复数表示 复矢量的麦克斯韦方程 复电容率和复磁导率 亥姆霍兹方程 时谐场的位函数 平均能流密度矢量
32
王喜昌教授编写
电磁场与电磁波
王喜昌教授编写
电磁场与电磁波
电磁能量在内外导体之间的介质中沿轴方向流动, 即由电源向负载,如图所示。
同轴线中的电场、磁场和坡印廷矢量 (理想导体情况)
穿过任意横截面的功率为
P
S
S
ezdS
b
UI
2d UI
a 2 2 ln(b a)
24
王喜昌教授编写
电磁场与电磁波
(2)当导体的电导率σ为有限值时,导体内
微分形式:
(E
H
)
(1
ED
1
H B) E J
t 2
2
积分形式 : d 1 1
S (E H ) dS dt V (2 E D 2 H B) dV V E J dV
其中:d
(
1
E
D
1
H
B)
dV

电磁场与电磁波第二版(谢处方)第1章 导论

电磁场与电磁波第二版(谢处方)第1章 导论

二.课程的基本内容
本课程以信号施加于系统,然后求取系统应响应为分析主线,按照先 时域后频域,再复频域,先连续时间系统后离散时间系统,先输入输出分析 法后状态变量分析法的顺序进行。
3
《高等数学》
《线性代数》
《复变函数》
《积分变换》
《电路分析基础》
《大学物理》
4
三.课程教学内容安排

a.本课程可以概括为两类系统(连续时间系统和离散时 间系统),三大变换(傅里叶变换,拉普拉斯变换和Z变换)
5.信号的分类
2)周期信号与非周期信号 周期信号:按某一固定周 重复出现的信号,它可表 示为f(t)=f(t+nT),T为周 期。 非周期信号:有两种表现 形式:一为脉冲信号;
另一种是拟周期信号。 (工程上很少使用) f (t ) cos t cos( 2t )
27
1-2 信号的概念及分类
有关性质和定理的证明过程.
8
课程学习要求


保持良好的课堂秩序
严格遵守上课纪律
(随机抽查三次旷课或6次迟到、 早退取消考试资格)

认真完成课后作业
(作业缺1/3取消考试资格) 积极完成实验教学内容 (实验缺1/3取消考试资格)

9
第一章 导论
1-1 历史的回顾
在电子科学技术的发展历程 中,出现了许多著名科学家 和重要的发明:
df (t ) 4) y ( t ) dt
y(t)
2)y(t)=f1(t) f2(t)
f1(t) f2(t) y(t)
5)


t
f ( )d
f(t)
y(t)
37
二、信号变换:
1)折叠:y(t)=f (-t)

电磁场与电磁波(第三版)课后问题详解__谢处方

电磁场与电磁波(第三版)课后问题详解__谢处方

第二章习题解答2.1 一个平行板真空二极管内的电荷体密度为43230049U d x ρε--=-,式中阴极板位于0x =,阳极板位于x d =,极间电压为0U 。

如果040V U =、1cm d =、横截面210cm S =,求:(1)0x =和x d =区域内的总电荷量Q ;(2)2x d =和x d =区域内的总电荷量Q '。

解 (1) 43230004d ()d 9dQ U d x S x τρτε--==-=⎰⎰110044.7210C 3U S dε--=-⨯ (2)4320024d ()d 9dd Q U d x S x τρτε--''==-=⎰⎰11004(10.9710C 3U S d ε--=-⨯ 2.2 一个体密度为732.3210C m ρ-=⨯的质子束,通过1000V 的电压加速后形成等速的质子束,质子束内的电荷均匀分布,束直径为2mm ,束外没有电荷分布,试求电流密度和电流。

解 质子的质量271.710kg m -=⨯、电量191.610C q -=⨯。

由21mv qU = 得 61.3710v ==⨯ m s 故 0.318J v ρ== 2A m26(2)10I J d π-== A2.3 一个半径为a 的球体内均匀分布总电荷量为Q 的电荷,球体以匀角速度ω绕一个直径旋转,求球内的电流密度。

解 以球心为坐标原点,转轴(一直径)为z 轴。

设球内任一点P 的位置矢量为r ,且r 与z 轴的夹角为θ,则P 点的线速度为sin r φωθ=⨯=v r e ω球内的电荷体密度为343Qa ρπ=故 333sin sin 434Q Q r r a aφφωρωθθππ===J v e e 2.4 一个半径为a 的导体球带总电荷量为Q ,同样以匀角速度ω绕一个直径旋转,求球表面的面电流密度。

解 以球心为坐标原点,转轴(一直径)为z 轴。

设球面上任一点P 的位置矢量为r ,且r 与z 轴的夹角为θ,则P 点的线速度为sin a φωθ=⨯=v r e ω球面的上电荷面密度为24Q a σπ=故 2sin sin 44S Q Q a a aφφωσωθθππ===J v e e 2.5 两点电荷18C q =位于z 轴上4z =处,24C q =-位于y 轴上4y =处,求(4,0,0)处的电场强度。

电磁场与电磁波(第四版)课后答案谢处方

电磁场与电磁波(第四版)课后答案谢处方
(2)球体内的总电量 为
球内电荷不仅在球壳内表面上感应电荷 ,而且在球壳外表面上还要感应电荷 ,所以球壳外表面上的总电荷为2 ,故球壳外表面上的电荷面密度为
3.6两个无限长的同轴圆柱半径分别为 和 ,圆柱表面分别带有密度为 和 的面电荷。(1)计算各处的电位移 ;(2)欲使 区域内 ,则 和 应具有什么关系?
解电荷 在 处产生的电场为
电荷 在 处产生的电场为
故 处的电场为
2.6一个半圆环上均匀分布线电荷 ,求垂直于圆平面的轴线上 处的电场强度 ,设半圆环的半径也为 ,如题2.6图所示。
解半圆环上的电荷元 在轴线上 处的电场强度为
在半圆环上对上式积分,得到轴线上 处的电场强度为
2.7三根长度均为 ,均匀带电荷密度分别为 、 和 地线电荷构成等边三角形。设 ,计算三角形中心处的电场强度。
细圆环的半径为 ,圆环平面到球心的距离 ,利用电流圆环的轴线上的磁场公式,则该细圆环电流在球心处产生的磁场为
故整个球面电流在球心处产生的磁场为
2.11两个半径为 、同轴的相同线圈,各有 匝,相互隔开距离为 ,如题2.11图所示。电流 以相同的方向流过这两个线圈。
(1)求这两个线圈中心点处的磁感应强度 ;
解(1)
(2)连接点 到点 直线方程为


由此可见积分与路径无关,故是保守场。
1.20求标量函数 的梯度及 在一个指定方向的方向导数,此方向由单位矢量 定出;求 点的方向导数值。

故沿方向 的方向导数为
点 处沿 的方向导数值为
1.21试采用与推导直角坐标中 相似的方法推导圆柱坐标下的公式

解在圆柱坐标中,取小体积元如题1.21图所示。矢量场 沿 方向穿出该六面体的表面的通量为

电磁场及电磁波谢处方版教案

电磁场及电磁波谢处方版教案

教案
课程: 电磁场与电磁波
内容: 第4章标量位与矢量位
课时:2学时
武汉理工大学信息工程学院
教师:刘岚
、理解洛伦兹规范的定义和概念。

理纳德—威切特位函数的定义和概念。

于是我们就得到了一个关于磁场
B的位函数。

尽管我们很容易就找到
A,但它却是一个无任何约束的任意矢量。

梯度的旋度恒等于零”所具有的含义与应用。

更一般地,如果Ω是一个矢量函数并且
是一个尚无任何约束的标量函数。

在非时变(静态)情况下
0,方程变为
Φ的微分即可得到
提示:可用E
t ∂-∇Φ
0B ⋅=和∇⨯显然,这个方程中有类似于物理学中所定义的波动方程的部分,比如们选定,称其为洛伦兹条件或称为洛伦兹规范,它是目前我们对于221-=∂Φ∂t c 和B 。

已被定义为——在静电场中-∇Φ给定了电场E 。

p dV r r -为时间和位置的函数。

'/p 关系。

根据这个关系我们可以写出对应的时的值,积分是在延迟体积'/p '/p 是我们又可将随时间变化的位函数
此时的A为任意矢量;
洛伦兹规范约束了矢量
是关于电场E的标量位函数,它与电场的关系为
在电流作为场源的激励之下,矢量位
、求解上述波动方程,就可分别得出在各自场源激励下的矢量位
和电场E,这是求解电场和磁场的一种途径和方法,这种途径和方法往往要比直接求解磁场
求解,则由于位函数
度在扰动传播的,所以场量在时间上将会与激励之间出现一定的延迟,
'/
p
'/
p 理纳德—威切特位函数。

电磁场与电磁波《谢处方版》Chapter1

电磁场与电磁波《谢处方版》Chapter1

10
§1.2-4 矢量矢积(叉乘)
两矢量a、 b的矢积:其结果为一矢量c。矢量c的模等于两矢量 模之极乘以两矢量夹角的正旋;矢量c的方向与a、 b方向满足右 手定则。
c a b
c a b sin
c
b 矢量c垂直 于a 、 b a
11
§1.2-4 矢量矢积(叉乘) 矢积满足:
a
a
24
§1.4-2 散度
散度:表示矢量场一点的源的强度。散度是一标量。
diva lim
diva 0, diva 0, diva 0,

S
a dS ΔV
ΔV 0
该点有源 该点有洞 该点无源
散度描述一点的值与体积无关。
25
§1.4-2 散度
散度在直角坐标系的表达 以(x,y,z)为顶点的平行六面体 矢量a通过前后一对表面的通量:
cylinder coordinates :
与三个单位矢量垂直的面元:
dS ddz dS ddz
dS z dd
体积单位元:
dV dddz
18
§1.3 正交坐标系 球坐标 Spherical coordinates :
z
x= r sin cos y= r sin sin z= r cos
ˆx e ˆy e ˆz e x y z
-a表示与a反向。
4
§1.1-3 标量场
场:物理量在时空坐标内的分布,即物理量的时空函数。 标量的时空函数叫标量场。标量函数(x,y,z,t) 静态场: 标量场与时间无关, (x,y,z) §1.1-3 矢量场 矢量的时空函数叫矢量场。矢量函数F(x,y,z,t) 静态场: 矢量场与时间无关, F(x,y,z) 三维空间中,可用三个分量的表达形式:

《电磁场与电磁波》(第4版)谢处方第4-5章

《电磁场与电磁波》(第4版)谢处方第4-5章
其中kz和Exm为实常数。写出电场强度的瞬时矢量 解
E ( z , t ) Re[ex jExm cos(k z z )e j t ]
j ( t ) 2 Re[ex Exm cos(k z z )e ]
ex Exm cos(k z z ) cos( t ) 2
式中H0 、ω、β、μ都是常数。试求:(1)瞬时坡印廷矢量; (2)平均坡印廷矢量。 解:(1)E 和H 的瞬时值为
jt x a H ( x, z , t ) Re[ He ] ex H 0 sin sin(t z ) a x ez H 0 cos cos(t z ) a
电磁场与电磁波
第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
13
例4.5.6 已知截面为 a b的矩形金属波导中电磁场的复矢量为 a x j z E ey j H 0 sin e a a x x j z H (ex j H 0 sin ez H 0 cos )e a a
jt a x E ( x, z, t ) Re[ Ee ] ey H 0 sin sin(t z ) a
电磁场与电磁波
第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
14
所以瞬时坡印廷矢量 S ( x, z, t ) E ( x, z, t ) H ( x, z, t )
A(r , t ) A0 cos[t (r )]
式中的A0为振幅、 ( r )为与坐标有关的相位因子。
实数表示法或 瞬时表示法
利用三角公式 其中
复振幅
j ( r ) A(r ) A0e

j [t ( r )] (r )e jt ] A(r , t ) Re A0e Re[ A

电磁场与电磁波问题详解第四版谢处方

电磁场与电磁波问题详解第四版谢处方

一章习题解答1.1 给定三个矢量A 、B 和C 如下: 23x y z =+-A e e e4y z =-+B e e52x z =-C e e求:(1)A a ;(2)-A B ;(3)A B ;(4)AB θ;(5)A 在B 上的分量;(6)⨯A C ;(7)()⨯A B C 和()⨯A B C ;(8)()⨯⨯A B C 和()⨯⨯A B C 。

解 (1)23A x y z+-===-e e e A a e e e A (2)-=A B (23)(4)x y z y z +---+=e e e ee 64x y z +-=e e e (3)=A B (23)x y z +-e e e (4)y z -+=e e -11(4)由 cos AB θ===A B A B ,得 1cos AB θ-=(135.5= (5)A 在B 上的分量 B A =A cos AB θ==A B B (6)⨯=A C 123502x y z-=-e e e 41310x y z ---e e e (7)由于⨯=B C 041502x yz-=-e e e 8520x y z ++e e e ⨯=A B 123041xyz-=-e e e 1014x y z ---e e e所以 ()⨯=A B C (23)x y z +-e e e (8520)42x y z ++=-e e e ()⨯=A B C (1014)x y z ---e e e (52)42x z -=-e e(8)()⨯⨯=A B C 1014502x y z---=-e e e 2405x y z -+e e e()⨯⨯=A B C 1238520xy z -=e e e 554411x y z --e e e1.2 三角形的三个顶点为1(0,1,2)P -、2(4,1,3)P -和3(6,2,5)P 。

(1)判断123PP P ∆是否为一直角三角形; (2)求三角形的面积。

《电磁场与电磁波》(第4版)谢处方第5章

《电磁场与电磁波》(第4版)谢处方第5章
解:(1)设E的瞬时表示式为
ห้องสมุดไป่ตู้
4 E( z, t ) ex Ex ex10 cos(t kz ) r r 2 108 4 8 k 4 2f 2 10 8
当t=0,z=1/8时
4 4 8 E ( z, t ) ex 10 cos( 2 10 t z ) 3 6 r 1 60 (2)H的瞬时表示式为 H e y H y e y E x 0 r
t kz 0
3 10 3 4 1 1 kz t 3 8 6
c
104 4 8 H ( z , t ) ex cos(2 10 t z ) 60 3 6
电磁场与电磁波
第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
例5.1.3 已知均匀平面波在真空中向正 Z 方向传播,其电场 强度的瞬时值为
解:由题意
r 2.26 , f 9.4 10 Hz
9
因此
v
v0
r

v0 2.26
1.996 108
m/s
v 1.996 108 l 2.12 m 9 f 9.4 10
0 377 251 r 2.26
Em H m 7 103 251 1.757 V/m
0 0

电磁场与电磁波
第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
11
2、能量密度与能流密度 由于 H ez E ,于是有

2 2 1 1 we E H wm 2 2
1
电场能量与磁场能量相同
2

w we wm E H

时变电磁场电磁场与电磁波课件谢处方

时变电磁场电磁场与电磁波课件谢处方
时变电磁场电磁场与电磁 波课件谢处方
本课件旨在介绍时变电磁场、电磁场和电磁波的基本概念,包括定义、性质、 麦克斯韦方程组,以及与电磁波的关系和应用。
电磁场基本概念
定义
电磁场是由电荷和电流所产生的物理场,包括电场和磁场。
基本性质
电场和磁场具有相互作用、传播能量、遵循麦克斯韦方程组等共同的基本性质。
麦克斯韦方程组
4 安培环路定理
安培环路定理描述了磁场强度沿闭合环路的 积分等于通过该环路的电流的总和。
电磁波
定义
电磁波是由同时存在 的电场和磁场经空间 传播而形成的波动现 象。
麦克斯韦方程 组与电磁波的 关系
麦克斯韦方程组描述 了电磁波的行为规律, 包括电场和磁场的变 化与传播。
电磁波的特性
电磁波具有电磁振荡、 传播速度为光速、频 率和波长之间的关系 等特性。
麦克斯韦方程组描述了电磁场的行为规律,包括电场和磁场的产生、传播和相互作用。
时变电磁场
1 感应电动势的产生
当磁场的强度随时间变化时,会在闭合电路 中产生感应电动势。
2 法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律描述了磁场变化与感应 电动势之间的关系。
3 自感现象
自感是指电流在变化时产生的磁场对自身产 生的感应用于通 信技术、雷达系统、 医学成像和无线电等 领域。
课堂练习及案例分析
1
静电场的计算与变化
2
介绍静电场的计算方法,以及静电场随
时间变化时的行为。
3
电磁波在通信和雷达中的应用
探讨电磁波在无线通信和雷达系统中的 工作原理,并分析应用案例。
安培环路定理的应用
通过案例研究探索安培环路定理在电路 分析中的实际应用。

电磁场与电磁波课件(谢处方编写)

电磁场与电磁波课件(谢处方编写)

(3)
Rr
80π( l )2
0

0.22
Ω
电子科技大学编写 高等教育出版社 & 高等教育电子音像出版社 出版
电磁场与电磁波
第 8 章 电磁辐射
21
8.3 电与磁的对偶性
1. 磁流与磁荷
迄今为止,在自然界中还没有发现真实的磁荷、磁流。
磁流、磁荷是人为引入的假想源(等效源)。
如:介质磁化
→引入等效磁荷: m
r re
r E
1
r H
1
jຫໍສະໝຸດ j r2 sin r r
sin

r e


Hr rH r sin H

err
k3Il cos

[1 (kr)2

j ]e jk r (kr)3
er
k3Il sin 4π
[j kr

1 (kr)2

j ]e jk r (kr)3
r
I S
Sdz

r ez
Idz

J得e电jk r偶d极V 子的矢量位
4π V r
z
P
r
Ar (rr ) 4π
C
e jk r r
r ez
Idz
r ez
Il
4πr
e jk r
x
lO

y
电子科技大学编写 高等教育出版社 & 高等教育电子音像出版社 出版
电磁场与电磁波
第 8 章 电磁辐射
[
1 (kr)2

j (kr)3
]e jk r
E

k3Il sin 4π

第七章 导行电磁波 电磁场与电磁波 课件 谢处方

第七章 导行电磁波 电磁场与电磁波 课件 谢处方
王喜昌教授编写
电磁场与电磁波
第7章 导行电磁波
5
本章内容
7.1 导行电磁波概论
7.2 7.3 7.4 7.5 矩形波导 圆柱形波导 同轴波导 谐振腔
7.6
传输线
王喜昌教授编写
电磁场与电磁波
第7章 导行电磁波 7.1 导行电磁波概论
6
分析均匀波导系统时, 作如下假定: ★ 波导是无限长的规则直波 导,其横截面形状可以任
m 0,2, 1 3 ,
n 0,2, 1 3 ,
王喜昌教授编写
电磁场与电磁波
第7章 导行电磁波
16
3. 矩形波导中的TM 波和TE波的特点 m 和n 有不同的取值,对于m 和n 的每一种组合都有相应的截 止波数kcmn 和场分布,即一种可能的的模式,称为TMmn 模或
TEmn 模; 不同的模式有不同的截止波数kcmn ;
2 2 其中: mn kcmn k 2 kcmn 2
矩形波导中的TEmn 波和TMmn 波的传播特性与电磁波的波数
k 和截止波数kcmn 有关。
z 当 kcmn > k 时,γmn为实数, e mn为衰减因子 —— 相应模式的波不能在矩形波导中传播。 mn k 波阻抗 ZTM mn 1 (kcmn k )2 j j 纯虚数 j j ZTEmn mn k 1 (kcmn k )2
王喜昌教授编写

Ez H z 1 H x 2 ( j ) kc y x Ez H z 1 H y 2 ( j ) kc x y H z 1 Ez Ex 2 ( j ) kc x y H z 1 Ez E y 2 ( j ) kc y x
Ex ( x, y, z ) Ex ( x, y )e z E y ( x, y, z ) E y ( x, y )e z Ez ( x, y, z ) Ez ( x, y )e z

电磁场与电磁波习题解 谢处方 饶克谨编(第三版)

电磁场与电磁波习题解 谢处方 饶克谨编(第三版)

C
C
∫= 2π (−a2 cosφ sinφ + a4 cos2 φ sin2 φ )dφ = π a4
0
4
∫ ∫ S
∇×
� AidS
=
S
� ez
(
∂Ay ∂x

∂Ax ∂y
)ie�z dS
∫ ∫ ∫ = y2dS = a 2π r2 sin2 φrdφdr = π a4
S
00
4
∫ � � �
1.19 给定矢量函数 E = ex y + e y x ,试求从点 P1(2,1, −1) 到点 P2 (8, 2, −1) 的线积分
�� Eidl :
� (1)沿抛物线 x = y2 ;( 2)沿连接该两点的直线。这个 E 是保守场吗?
��
解(1) ∫ Eidl = ∫ Exdx + Eydy = ∫ ydx + xdy
C
C
C
2
2
∫ ∫ = yd(2 y2 ) + 2 y2dy = 6 y2dy = 14
1
1
(2)连接点 P1(2,1, −1) 到点 P2 (8, 2, −1) 直线方程为
−1/ 2 −1/ 2
2
−1/ 2 −1/ 2
2
=1 24
故有

∫ ∇iAdτ
τ
=
1 24
=
�∫
S
�� AidS
1.14
计算矢量
� r
对一个球心在原点、半径为
a
的球表面的积分,并求
∇ir�
对球体积的积分。

�∫
r�idS
=
�∫
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

教案
课程: 电磁场与电磁波
内容: 第4章标量位与矢量位
课时:2学时
武汉理工大学信息工程学院
教师:刘岚
、理解洛伦兹规范的定义和概念。

理纳德—威切特位函数的定义和概念。

B =()B A ∇⋅=∇⋅∇⨯=于是我们就得到了一个关于磁场B 的位函数。

因为B 的位函数。

尽管我们很容易就找到A ,但它却是一个无任何约束的任意矢量。

梯度的旋度恒等于零” 所具有的含义与应用。

更一般地,如果Ω是一个矢量函数并且
∇⨯Ω=的唯一方法是令
=-∂∂
/
E A
是一个尚无任何约束的标量函数。

在非时变(静态)情况下
0,方程变为
E=-∇Φ
于是对Φ的微分即可得到
-∇Φ来求静态场。

多媒体课件展示:4.3
t∂-∇Φ
∇⋅=和∇⨯
B
些结果代入到余下的麦克斯韦方程中去,可得
2
显然,这个方程中有类似于物理学中所定义的波动方程的部分,比如
∂Φ
2

1A
的三维波动方程,这个方程也被称为达朗贝尔方程,们选定
它是目前我们对于2
2
1-=∂Φ
∂t
c 和B 。

2A A J t μεμμε∂-=-+∂ε
已被定义为——在静电场中-∇Φ给定了电场E 。

p
dV r r -这样就得到了静态场中的解,将这个结果扩展到运动电荷的分布场中,为时间和位置的函数。

'
/p
'
/p '
/p r r c -
'(1||
r dV r r ρ-''||/)
|
p r r c dV r r ---是延迟时间,积分是在延迟体积ρ关系。

根据这个关系我们可以写出对应的'||
p dV r r -J 是在延迟位置')时的值,积分是在延迟体积'
/p '/p 是我们又可将随时间变化的位函数
()/]
v t n c ''-⋅
()'[1/]R v t n c ''-⋅
本章要点
此时的A 为任意矢量;
洛伦兹规范约束了矢量 A ∇⋅A
t
∂=-
-∇Φ∂在电流作为场源的激励之下,矢量位2J
c ε=- 在电荷作为场源的激励之下,标量位所满足的三维波动方程为
和电场E ,这是求解电场和磁场的一种途径和方法,这种途径和方法往往要比直接求解磁场求解,则由于位函数度在扰动传播的,所以场量在时间上将会与激励之间出现一定的延迟,'/p 时刻的电流或电荷产生的,也就是说,在空间某点并不
会立刻感受到波源的影响,而是要滞后一段时间'
/p '
(,)||
r t dV r r Φ=
-''|/)
||
p r r c dV r r ---、相对于运动点电荷的标量位和矢量位
11 ()/]v t n c ''-⋅ ()'[1/]R v t n c ''-⋅ 理纳德—威切特位函数。

理纳德—威切特位函数表达了什么概念?。

相关文档
最新文档