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1、第17章电磁波本讲稿第一页，共二十页17.1 电磁波波动方程电磁波波动方程17.2 电磁波的性质电磁波的性质17.3 振荡电偶极子的辐射振荡电偶极子的辐射 赫兹实验赫兹实验大学物理学：电磁波2本讲稿第二页，共二十页积分形式积分形式17.1 电磁波波动方程电磁波波动方程大学物理学：电磁波波动方程3本讲稿第三页，共二十页电电、磁分量都具有波动特征磁分量都具有波动特征电磁波！电磁波！当电磁波沿当电磁波沿 x 方向传播时方向传播时结合结合经过复杂的推导得经过复杂的推导得：和和其中其中拉普拉斯算符拉普拉斯算符大学物理学：电磁波波动方程4本讲稿第四页，共二十页即：若设电场方向沿即：若设电场方向沿y方向方向
2、，磁场必磁场必为为z方向！方向！比较波动方程比较波动方程电磁波波速电磁波波速为：为：电电、磁分量都具有波动磁分量都具有波动特征特征电磁波！电磁波！当电磁波沿当电磁波沿 x 方向传播时方向传播时大学物理学：电磁波波动方程5本讲稿第五页，共二十页*电磁波波速与光矢量电磁波波速与光矢量*真空中真空中在介质中在介质中在光波段在光波段 ，与物质作用的主要是与物质作用的主要是 矢量矢量通常被称为光矢量通常被称为光矢量！光速光速 c推测：光也是电磁波！推测：光也是电磁波！折射率折射率注意：在注意：在BEC(Bose-Einstein Condensation)介质中，光的传播速介质中，光的传播速度可以慢到大
3、约为度可以慢到大约为 0m/s。大学物理学：电磁波波动方程6本讲稿第六页，共二十页17.2 电磁波的性质电磁波的性质一一、性质性质沿沿x轴正向传播的平面简谐波轴正向传播的平面简谐波oxyz大学物理学：电磁波的性质7本讲稿第七页，共二十页沿沿x轴负向传播：轴负向传播：可证：可证：大学物理学：电磁波的性质8本讲稿第八页，共二十页性质：性质：1.横波性横波性2.偏振性偏振性 3.同周相同周相zErErErrrurHrHrHrHrHrHrErErEroyx大学物理学：电磁波的性质9本讲稿第九页，共二十页二、二、坡因廷矢量坡因廷矢量电磁波的能流密度电磁波的能流密度：利用：利用：大学物理学：电磁波的性质1
4、0本讲稿第十页，共二十页电磁波强度电磁波强度：大学物理学：电磁波的性质11本讲稿第十一页，共二十页三、三、辐射压强辐射压强质量密度质量密度：动量密度动量密度：辐射压强辐射压强：cF大学物理学：电磁波的性质12本讲稿第十二页，共二十页平均压强平均压强：完全反射时完全反射时：辐射压强辐射压强：cF大学物理学：电磁波的性质13本讲稿第十三页，共二十页辐射压强辐射压强：大学物理学：电磁波的性质14本讲稿第十四页，共二十页17.3 振荡电偶极子的辐射振荡电偶极子的辐射 赫兹实验赫兹实验一、一、电磁波的产生电磁波的产生+q-q电矩电矩：振荡电偶极子振荡电偶极子：大学物理学：振荡电偶极子的辐射 赫兹实验15
5、本讲稿第十五页，共二十页zxypo总辐射功率总辐射功率：z大学物理学：振荡电偶极子的辐射 赫兹实验16本讲稿第十六页，共二十页不同时刻振荡电偶极不同时刻振荡电偶极子附近的电场线子附近的电场线+-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线大学物理学：振荡电偶极子的辐射 赫兹实验17本讲稿第十七页，共二十页二、二、赫兹实验赫兹实验CABCD感应线圈感应线圈铜棒铜棒大学物理学：振荡电偶极子的辐射 赫兹实验18本讲稿第十八页，共二十页三、电磁波谱三、电磁波谱760nm400nm 可见光可见光红外线红外线 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 射线射线大学物理学：振荡电偶极子的辐射 赫兹实验19本讲稿第十九页，共二十页y例：例：P152 17.3zxyo解：解：大学物理学：电磁波的性质20本讲稿第二十页，共二十页