电磁振荡与电磁波文档良心出品

第十二章电磁波本章基本要求了解电磁波的性质。最简单的LC回路（无阻尼自由振荡电路）2.振荡过程分析如上图，最简单的LC回路（无阻尼自由振荡电路）2.振荡过程分析如上图，IQWeWm都作周期性振汤。0,1=0,Q=Q0yi。4Q=0,TI=0,t,2Q=—Qo丄3TI=Iot,2Q=0§12—1电磁振汤KtB,&对C充电，tQ0KtA,C上的q,电路中的I都将作周期性振荡一一电磁振荡。理想情况：无阻尼自由电磁振荡。3.与弹簧振子类比（力、电对比）类比：X,We，Ep,Wm、Ek电磁振荡方程力电对比法:2电场能：2电场能：w^2L弹性势能：Wp=£kx21q1q：——x,Ck, Qo：——-A磁场能：W^1LI2,动能：E^-mv222L■m,I■v,Io Vo与振动方程类比:d2xdt2解：x=Acos（‘t:）d2qdt2ALC:Lc‘解:qgcos（tJ分析:Ucd2q普）七2dt.2dqqdt2LC=0GO=J——}LC电磁振荡的周期和频率2二、LC3T--Q0sin（‘t亠「）=I0cos（■t ）2nI0~Q0:电流振幅；I位相超前一2电磁场的能量电场能:We2q2C电场能:We2q2C2Ccos2（‘t：）磁场能:LI2磁场能:LI2餌sin2（‘t「）2C总能量:W=We Wm2总能量:W=We Wm2Q。22C电磁场能量守恒§12-2电磁波. 电磁波的产生与传播波源：振荡偶极子

要求：①振荡LC回路②开放能向外辐射能量③频率咼。辐射功率:i③频率咼。辐射功率:2:LC开放式振荡电路一天线一振荡偶极子:p=ql=IQ。cos（，t，；：冷）=传播：变化的磁场激发电场：变化的电场激发磁场：设电磁波源为交变的电流或电场，则：交变的电场激发交变的磁场，交变的磁场又激发交变的电场……如图，E,H,r相互垂直,由麦克斯韦方程组可算得:E(r,t)cos[■(t--)]uH(r,t)rcos[■(t)]u为球面波方程。式中,u ，为电磁波速。r很大时，振幅中的r及sin二可看作恒量，则:r为平面简谐波方程E=E°cos「（t一一）］为平面简谐波方程{uH二H°cos［，（t-丄）］u. 平面电磁波的性质电磁波是横波；E和H振动的相位相同;4.沿给定方向传播的电磁波， E和H分别在各自的平面上振动（偏振性）；55.电磁波的传播速度取决于媒质的性质:6.6.电磁波的频率等于振荡电偶极子的频率，E和H的振幅都与频率的平方成正比。电磁波的能量辐射能：以电磁波的形式传播的能量;能量密度： w二weWm=-；E2-H22.能流密度S（坡印廷矢量，2.W=wdAdl=wdAudtcWwdAudtS二dAdtdAdt=wu=(丄；W=wdAdl=wdAudtcWwdAudtS二dAdtdAdt=wu=(丄；E2 -JH222)u=EHdA(—u)竺戶『（I16二2r2dl=udt--)u平均能流密度:S丄SdtTo2216S丄SdtTo2216二r2cos■(t)dt

u3p02时4sin2日32二2r23.辐射功率:单位时间内辐射出去的能量2 4.2P二Sd2 4.2P二Sd；「二Sr2sin^d対‘=16二2r2cos2，(t-r)r2sin说说‘u'(t--)u平均辐射功率：P'(t--)u平均辐射功率：P」TpdtTo2 4■-P0 ■4ocV12二u四.应用举例例1.某广播电台的平均辐射功率P=15KW，假定辐射出去的能流均匀地分布在以电台为中心的半个球面上。1)求离电台r=10Km处的辐射强度；2)若r=10Km处的电磁波可看作平面波，求该处的电场强度的磁场强度的振幅。解：1)5=2・3910^(J sJ)2)E。==0.134(VmH):“0Ho=J2S=4.47汉10」(Am」)§12-3电磁波谱(略)本章小结1、