工程电磁振荡和电磁波.ppt

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1、第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡教学基本要求教学基本要求一一 了解了解 LC 电路中电磁振荡的规律；电路中电磁振荡的规律；二二 了解电磁波产生的条件和传播规律以及了解电磁波产生的条件和传播规律以及电磁波的特性电磁波的特性.第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡一一 振荡电路振荡电路 无阻尼自由电磁振荡无阻尼自由电磁振荡LCE EKLC 电磁振荡电路电磁振荡电路L+CAL+CCLCBLCD第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡二二 无阻尼电磁振荡的

2、振荡方程无阻尼电磁振荡的振荡方程KABLC 电磁振荡电路电磁振荡电路第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡无阻尼自由振荡中的电荷和电流随时间的变化无阻尼自由振荡中的电荷和电流随时间的变化 O第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡三三 无阻尼电磁振荡的能量无阻尼电磁振荡的能量 在无阻尼自由电磁振荡过程中，电场能量和磁场在无阻尼自由电磁振荡过程中，电场能量和磁场能量都随时间作周期性变化且不断的相互转化，其总能量都随时间作周期性变化且不断的相互转化，其总和保持不变和保持不变.电磁场能量守恒是有条件的电磁场

3、能量守恒是有条件的.第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡 电磁场能量守恒是有条件的电磁场能量守恒是有条件的.（1）电路中的电阻必须为零电路中的电阻必须为零没有因电阻产生的焦没有因电阻产生的焦耳热而耳热而损耗损耗电磁能。电磁能。（2）电路中不存在任何的电动势）电路中不存在任何的电动势没有其他形式的没有其他形式的能量与电路能量与电路交换交换。（3）电磁能不能以电磁波的形式）电磁能不能以电磁波的形式辐射辐射出去。出去。LC电磁振荡电路是一个电磁振荡电路是一个理想化的振荡电路模型理想化的振荡电路模型。第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波1

4、6 16 1 1 电磁振荡电磁振荡 例例 在在 LC 电路中，已知电路中，已知 ，初始时两极板间的电势差初始时两极板间的电势差 ，且电流为零，且电流为零.求：求：（1）振荡频率；振荡频率；（2）最大电流；最大电流；当当 时时第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡 例例 在在 LC 电路中，已知电路中，已知 ，初始时两极板间的电势差初始时两极板间的电势差 ，且电流为零，且电流为零.求：求：（3）电容器两极板间的电场能量随时间变化的关系；电容器两极板间的电场能量随时间变化的关系；（4）自感线圈中的磁场能量随时间变化的关系；自感线圈中的磁场能量随时间变

5、化的关系；（5）证明在任意时刻电场能量与磁场能量之和总是证明在任意时刻电场能量与磁场能量之和总是等于初始时的电场能量等于初始时的电场能量.第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡+一一 电磁波的产生与传播电磁波的产生与传播 变化的电磁场在空间以一定的速度传播就形成电变化的电磁场在空间以一定的速度传播就形成电磁波磁波.-+振荡电偶极子振荡电偶极子+-第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡不同时刻振荡电偶不同时刻振荡电偶极子附近的电场线极子附近的电场线+-振荡电偶极子附近的电磁场线振荡电偶极子附近的电磁场

6、线第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡极轴极轴传播方向传播方向第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡平面电磁波平面电磁波第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡二二 电磁波的特性电磁波的特性 1）电磁波是横波电磁波是横波 ,;2）和和 同相位同相位;3）和和 数值成比例数值成比例 ；4）电磁波传播速度电磁波传播速度 ,真空中波速真空中波速等于光速等于光速 .第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡三三 电磁

7、波的能量电磁波的能量辐射能辐射能：以电磁波的形式传播出去的能量以电磁波的形式传播出去的能量.电磁波的能流密度电磁波的能流密度 电磁场能量密度电磁场能量密度 又又 电磁波的能流密度（坡印廷）矢量电磁波的能流密度（坡印廷）矢量 第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡 电磁波的能流密度（坡印廷）矢量电磁波的能流密度（坡印廷）矢量 平面电磁波能流密度平均值平面电磁波能流密度平均值 振荡偶极子的平均辐射功率振荡偶极子的平均辐射功率第十六章第十六章 电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波16 16 1 1 电磁振荡电磁振荡760nm400nm 可见光可见光 电电 磁磁 波波 谱谱红外线红外线 紫外线紫外线 射射 线线X射线射线长波无线电波长波无线电波频率频率波长波长短波无线电波短波无线电波无线电波无线电波可见光可见光红外线红外线紫外光紫外光 射线射线 射线射线