第12章 电磁波.ppt

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1、§9-4电磁波1麦克斯韦：电磁场理论，证明电磁场以波的形式传播，波速为光速。赫兹：1888年用实验证明了电磁波的存在。波波夫：1895年发明了无线电报接收机，1896年3月表演了距离为250m的无线电报传送。马可尼：1897年第一次实现了9英里的无线电联系；1899年实现了横跨英吉利海峡的无线电通讯；1901年完成了从法国穿越大西洋到达加拿大的无线电通讯。1909年他获得了诺贝尔物理学奖金。2电场发生变化→产生变化的磁场→产生新的变化电场产生电磁波的物理基础变化的磁场激发涡旋电场（即感应电场）变化的电场（位移电流）激发涡旋磁场变化的电场与变化的磁场交替变化，由近及远传播出去，

2、这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程，就是电磁波。3一、电磁波的波动方程振荡电偶极子电磁波传播速度4一、电磁波的波动方程结论：电磁波频率就是电偶极子振荡的频率；电场与磁场的振幅与电偶极子振荡频率的平方成正比；电磁波是横波，E⊥r，H⊥r电场与磁场的振动相位相同。5在离电偶极子很远的地方，则可以看成是平面波6平面电磁波(2)电磁波是横波。;(1)和同频，同相。(3)和数值成比例二、电磁波的特性(4)波速7三、电磁波的能量电磁波的传播也伴随着电磁能量的传播.1.能量密度电磁波所携带的能量称为辐射能.82.能流密度(辐射强度)单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的辐射能量

3、(S)能流密度矢量坡印廷矢量93.平均辐射强度(波的强度)取一个周期内的平均值10例8-5有一脉冲强激光束，它携带总能量W=100J，持续时间τ=10ns。此激光束的截面积为半径r=1cm的圆。求在这一激光束中的电场振幅和磁场振幅。(P48)解：此激光束的平均能流密度为=3.3×1013W·m-211四、电磁波的动量狭义相对论中电磁波在真空中以光速C运动，静能W0＝0。真空中平面电磁波，单位体积的动量（动量密度）大小动量为矢量，故12平均辐射强度辐射强度五、电磁波的辐射与接收特点：辐射能量与频率的四次方成正比；辐射能量与距离的平方成反比，这是球面波的特点；有很强的方向性，在垂

4、直于轴线方向上的辐射最强，而在沿轴线方向上没有辐射。13六、电磁波谱电磁波的范围很广。为了便于比较，以便对各种电磁波有全面的了解，我们可以按照波长（或频率）的大小，把它们依次排成波谱，称为电磁波谱。无线电波：长波：3×103~3×104m，远洋长距离通讯与导航中波：200~3×103m，航海，航空定向，无线电广播短波：10~200m，无线电广播，电极通讯等。超短波：1~10m，电视，雷达电导航微波：0.1cm~1m，电视，雷达电导航红外线：0.76~600mm热效应可见光：0.40~0.76mm紫外光：0.4μm~50A0生理作用，杀菌，诱杀昆虫，医疗x射线：50~0.4A0

5、穿透能力强，人体透视晶体结构分析g射线：<0.4A0与研究原子核结构141516