[理學]第5章時變電磁場和平面電磁波3--1a-免費閱讀
【正文】 9r 2 . 2 6 , 9 . 4 1 0 H zf? ? ? ? 解 ：由題意 因此 800r1 . 9 9 6 1 0 m /s2 . 2 6vvv?? ? ? ?891 . 9 9 6 1 0 2 . 1 2 m9 . 4 1 0vf??? ? ?? 0r377 2512 .2 6???? ?? ? ? ? ? 3mm 7 1 0 2 5 1 1 . 7 5 7 V /mEH ? ?? ? ? ? ? 第五章 時變電磁場和平面電磁波 解 ： 以余弦為基準 ， 直接寫出 1( , ) c o s ( ) A /m3 πyH z t e t z??? ? ? 例 均勻平面波的磁場強度的振幅為 A/m，以相位常數(shù)為 30 rad/m 在空氣中沿 方向傳播。 00( , )r? ? ? ? ??? y9 ?3 7 7 c o s (1 0 5 ) V / mzE t y a??由電場 強度的表達式可知 : E解 (1)相對介電常數(shù) 910 r a d/ s, 5 r a d/ m?? k?0 0 r??k ? ? ? ? ? ? ?18 1 8 8 2r002 5 1 0 2 5 1 0 ( 3 1 0 ) 2 . 2 5? ??? ? ? ? ? ????(2)傳播速度為 9 8p10 m / s 2 10 m / s5v k?? ? ? ?0r0120 π 2 5 1 . 3 32 . 2 5????? ? ? ? ?(3)本質(zhì)阻抗為 (4)波長為 2 π 2 π m 1 .2 5 7 m5k? ? ? ?第五章 時變電磁場和平面電磁波 (5)根據(jù)均勻平面波的電場、磁場和傳播方向滿足右手螺旋法則的規(guī)律，及電場強度和磁場強度的關(guān)系，可得 91? c os( 10 5 ) A /m? ? ? ?yxH a E t y a?(7)媒質(zhì)中的平均功率密度是 *av1 R e [ ]2??S E H(6)電場強度和磁場強度的復(fù)數(shù)形式為 j5 ?3 7 7 e V / m?? y zEaj5 ?1 . 5 A / m?? y xH e a2av1 ? ? ?3 7 7 1 . 5 [ ] 2 8 2 . 7 5 W /m2? ? ? ? ?z x yS a a a9 ?3 7 7 c o s ( 1 0 5 ) V / m?? zE t y a9 ?1 . 5 c o s ( 1 0 5 ) A / m?? xH t y a* j 5 ?1 . 5 A / m? y xH e a第五章 時變電磁場和平面電磁波 例 已知均勻平面波在真空中向正 Z 方向傳播，其電場強度的瞬時值為 )V / m( )π210π6s i n (220) ,( 8 zttz ??? xeE試求： ① 頻率及波長； ② 電場強度及磁場強度的復(fù)矢量表示式； ③ 復(fù)能流密度矢量； ④ 相速及能速。 900MHz。 總結(jié) 理想介質(zhì)中的均勻平面波的傳播特性： 第五章 時變電磁場和平面電磁波 三、平面波電磁波譜 ? Maxwell方程對電磁波的頻率沒有限制 。 理想介質(zhì)中的平面波 第五章 時變電磁場和平面電磁波 總電磁能密度的平均值： 2020022002121d)(c os1d)(1HEtkztETttWTwTTav????????? ??因此： pavave vEEwSv ??????????? 1121212020結(jié)論：均勻平面波的能量傳播速度等于相速。 真空中電磁波相位速度為光速 。 第五章 時變電磁場和平面電磁波 4. 相伴的磁場 強度復(fù)矢量和波阻抗 j k zj k zj k zxxeHeEeEjkjzEjEzyxjj????????????????????000??)(??00???yyyyzyxEH?????????? ????? ????? kHE00式中： 只與媒質(zhì)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率有關(guān)，稱為媒質(zhì)的 波阻抗 。 如 ， 相應(yīng)地 ， 這兩點處場的總相位不變 ， 從而 。如圖所示： 0,0 ?????? yx所以： 22222222tEzEtHzH??????????????????可見： 均勻平面波滿足一維波動方程。 但當我們遠離波源觀察球面上的一小部分波時，由于半徑足夠大，球面上的一小片面積可以視為平面，在此小平面內(nèi)的波可視為平面波。 理想介質(zhì)中的平面波 導(dǎo)電媒質(zhì)中的平面波 電磁波的極化 時諧電磁場的復(fù)數(shù)表示 復(fù)數(shù)形式的場方程 復(fù)數(shù)形式的能量關(guān)系 。 ： 等相位面是球面的電磁波稱為球面波。 日常所用的電視或通信接收天線都可以把到達的來波看成是均勻平面波。 0zH ?磁場強度可表示為： 第五章 時變電磁場和平面電磁波 第五章 時變電磁場和平面電磁波 圖 理想介質(zhì)中均勻平面波的電場和磁場分布 第五章 時變電磁場和平面電磁波 2222EEzt?????已知電場的波動方程為： 對于時諧電磁場，因子為 ，因此 : je t?其中： 稱為角頻率。 其實數(shù)形式為： jkzmEe??c o s ( )mE t k z?? ?在不同時刻 ， 波形如右圖 。 第五章 時變電磁場和平面電磁波 1. 均勻平面波的傳播參數(shù) 周期 T ：時
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