電磁振蕩與電磁波課件

電磁振蕩與電磁波

ElectromagneticOscillationsandElectromagneticWaves第1節(jié)電磁振蕩

ElectromagneticOscillations

1.無阻尼自由振蕩過程電磁振蕩:電路中電量q和電流I的周期性變化振蕩電路:產(chǎn)生電磁振蕩的回路無阻尼振蕩電路：

電路無電阻、無輻射、產(chǎn)生的電磁振蕩是無阻尼自由振蕩。LC1t=0t=T/4t=2T/4放電,自感作用,I逐漸

,q

We,Wm放電完畢,電流本應(yīng)終止,因Wm

自感作用,產(chǎn)生與原來方向相同電流,反向充電q

We

充電完畢反向放電,電流與原方向相反因自感作用I

逐漸

,q,We

,Wm

2t=3T/4t=4T/4放電完畢,電流本應(yīng)終止,因Wm

自感作用,產(chǎn)生與原來方向相同的電流,電容器重新充電.

t=T

時,回到t=0時的狀態(tài)

電荷在極板間來回流動，q、I、We、Wm都在

周期性變化，產(chǎn)生電磁振蕩。與彈簧振子類比:kmpeWWWWTT3（2）振蕩方程令振蕩方程其解L—C電路中,任一時刻的自感電動勢應(yīng)與電容器任一時刻兩極板間的電勢差相等:41o

無阻尼自由振蕩是諧振蕩,

qm、

qm是常數(shù)。

2o

特征量求法與彈簧振子相同3o

電流的變化超前電量的位相。注意52.LC振蕩電路的能量磁能極大值（常數(shù)）電能極大值（常數(shù)）Wm

WeW總W總61oWe、Wm

隨時間周期性變化，總能量守恒。2o

W總

q2m

(電荷振幅）3o

能量變化頻率是振蕩頻率的2倍，且注意7第2節(jié)電磁波的發(fā)射和傳播ShootingandSpreadingof

ElectromagneticWaves1.電磁輻射一般LC振蕩電路不能發(fā)出電磁波！根據(jù)麥克斯韋理論:變化的磁場與變化的電場互相激發(fā)形成電磁波。8結(jié)論：利用電偶極子產(chǎn)生電磁振蕩，發(fā)射天線可以

有效地發(fā)射電磁波。赫茲實驗：（1）提高

w（2）開放電路9振蕩偶極子周圍的電磁場10lrq+q-qrr2.電磁波的波動方程（1）球面波

沿方向可以證明：沿緯線振蕩沿經(jīng)線振蕩11EH（2）平面波（球面波在遠處）

變化的電場與變化的磁場是互相垂直的。理論和實踐都證明：若在y方向振動,在z方向振動,則電磁波在x方向傳播。波動方程:（注意到E、H

的位相相同）123.平面電磁波的性質(zhì)（1）和的變化是同步的,位相相同,數(shù)量關(guān)系：（4）電磁波的頻率，等于偶極子的振動頻率。（5）具有反射、折射、干涉、衍射、偏振等特性。（2），的方向就是的方向。（3），真空中（6）lrq+q-qrr說明沿偶極子軸向輻射為零，垂直于軸向輻射最強。134.電磁波的能量

（2）能流密度矢量（坡印廷矢量）（1）能量密度總能量14平均能流密度顯然:15例1.已知真空中電磁波的電場表達式:求:（1）的振幅、頻率、波長、波速、傳播方向？（2）的表達式?解：（