電磁波產(chǎn)生原理

1、平面電磁波 電電磁磁波波 由麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，由麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)又產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，這樣，變化電場(chǎng)和變化磁場(chǎng)而變化的磁場(chǎng)又產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，這樣，變化電場(chǎng)和變化磁場(chǎng)之間相互依賴，相互激發(fā)，交替產(chǎn)生，并以一定速度由近及遠(yuǎn)之間相互依賴，相互激發(fā)，交替產(chǎn)生，并以一定速度由近及遠(yuǎn)地在空間傳播出去。這樣就產(chǎn)生了電磁波。地在空間傳播出去。這樣就產(chǎn)生了電磁波。一一 電磁波的產(chǎn)生與傳播電磁波的產(chǎn)生與傳播 (1) (2) LC211 1、電磁波的波源、電磁波的波源 CLCdSLNLC14輻射功率輻射功率振蕩偶極子類似一個(gè)正負(fù)電荷相對(duì)中心作諧振

2、動(dòng)的彈簧振蕩偶極子類似一個(gè)正負(fù)電荷相對(duì)中心作諧振動(dòng)的彈簧,可激發(fā)渦旋電場(chǎng)可激發(fā)渦旋電場(chǎng).電偶極矩電偶極矩: p = p0 cos t 電源電源LCRLC振蕩器振蕩器傳輸線傳輸線偶極子天線偶極子天線電磁波電磁波發(fā)射無線電短波的電路示意圖發(fā)射無線電短波的電路示意圖EBEcccc+-B振蕩電偶極子附近的電磁場(chǎng)線振蕩電偶極子附近的電磁場(chǎng)線0p極軸極軸傳播方向傳播方向rEH2、電偶極子的電磁場(chǎng)電偶極子的電磁場(chǎng) 離振子的距離離振子的距離r遠(yuǎn)大于電遠(yuǎn)大于電磁波波長(zhǎng)磁波波長(zhǎng) 的波場(chǎng)區(qū)，波面的波場(chǎng)區(qū)，波面趨于球面，電磁場(chǎng)分布比趨于球面，電磁場(chǎng)分布比較簡(jiǎn)單。較簡(jiǎn)單。 yE zH xu)(cos4sin),(20u

3、rtrptrE)(cos4sin),(20urtrptrH1u)cos()(cos00kxtEuxtEE)cos()(cos00kxtHuxtHH2k 赫茲實(shí)驗(yàn)在人類歷史上赫茲實(shí)驗(yàn)在人類歷史上首次首次發(fā)射和接收了電磁波，且通發(fā)射和接收了電磁波，且通過多次實(shí)驗(yàn)證明了電磁波與光波一樣能夠發(fā)生反射、折射、過多次實(shí)驗(yàn)證明了電磁波與光波一樣能夠發(fā)生反射、折射、干涉、衍射和偏振，驗(yàn)證了麥克斯韋預(yù)言，揭示了光的電磁干涉、衍射和偏振，驗(yàn)證了麥克斯韋預(yù)言，揭示了光的電磁本質(zhì)，從而本質(zhì)，從而將光學(xué)與電磁學(xué)統(tǒng)一起來。將光學(xué)與電磁學(xué)統(tǒng)一起來。 *赫赫茲茲實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)1. .電磁波是橫波電磁波是橫波xzyyEzH yE z

4、H xu 偏振性，偏振性， ， 分別分別在各自的平面方在各自的平面方向上振動(dòng)向上振動(dòng)。 EH 與與 分分別在相互垂直別在相互垂直的平面內(nèi)振動(dòng)，的平面內(nèi)振動(dòng)，并與并與 構(gòu)成右構(gòu)成右手螺旋系。手螺旋系。EHu2. 2. 同相位同相位HE、3. . 與與 數(shù)值上成比例。數(shù)值上成比例。EHHE1u真空中真空中001u7121041085.81m/s10384. .電磁波在媒質(zhì)中傳播的速度電磁波在媒質(zhì)中傳播的速度三三 電磁波的能量電磁波的能量 uwSw ，u 222121HEwwwme HESHEu1EHEHHEHEuS21222uSEHS vrtrPS22224203cos16sin(1)(1)(2)

5、(2)(3)(3)r 5101 442012upp760nm400nm 可見光可見光 電電 磁磁 波波 譜譜紅外線紅外線 紫外線紫外線 射射 線線X射線射線長(zhǎng)波無線電波長(zhǎng)波無線電波61010101410181022102104108101210161020102410010頻率頻率Hz1610810波長(zhǎng)波長(zhǎng)m4104100108101210短波無線電波短波無線電波 宇宇宙宙射射線線 射射線線 X X射射線線 紫紫外外線線 可可見見光光紅紅外外線線微波微波毫毫米米波波厘厘米米波波分分米米波波超超短短波波短短波波中中波波長(zhǎng)長(zhǎng)波波無無 線線 電電 波波12101010410210210410610)

6、c( m221031610314103121034103)Hz( mmmmmmmmmm11 .010120010103200103103343電磁波譜電磁波譜真空中波長(zhǎng)真空中波長(zhǎng)主要產(chǎn)生方式主要產(chǎn)生方式 由熾熱物體、氣體放電或其他光源激發(fā)分子或原子等微觀客體所產(chǎn)生的電磁輻射紅外線紅外線mm60076. 0可見光可見光紅紅橙橙黃黃綠綠青青藍(lán)藍(lán)紫紫紫外線紫外線00400050AA446040004640446050004640578050005921578062005920760062000A電磁波譜電磁波譜真空中波長(zhǎng)真空中波長(zhǎng)主要產(chǎn)生方式主要產(chǎn)生方式 X 射線射線00504 .0AA 射線射線以下04.0A由放射性原子衰變時(shí)由放射性原子衰變時(shí)發(fā)出的電磁輻射或用發(fā)出的電磁輻射或用高能粒子與