電磁波的干涉和衍射-資料下載頁
2024-10-18 18:01本頁面
【正文】 因此稱 為電磁動量 ， 而把 稱為 電 磁 場 動 量 密 度 ( electromagic field momentum density)。 ??????? ??? dBEdscG )(1 02????電磁)(1 02 BEscg??????? ?c o n s ta n t?? 電磁機 GG ??注意：對于平面電磁波，有平均動量密度 nwcnEcBERge?1?||2)(2120*0??????????? b) 若積分區(qū)域 V 為有限空間 ， 則面積分項不為零 ， 即 機械動量 動量流 電磁動量 因為等式左邊項表示機械動量 ， 右邊第二項代表了電磁動量 ， 因此右邊第一項也必然具有動量的意義 ， 而它是面積分 ， 所以把它解釋為穿過區(qū)域V 的邊界面 S 流入體內(nèi)的動量流 。 故稱 為 電磁場動量流密度 (electromagic field momentum flow density),亦稱之為 Maxwell應(yīng)力張量或張力張量 . ??? ????VSdgdtdsdTdtGd?????機T?T?麥克斯韋應(yīng)力張量 分量的具體解釋為： 設(shè) ABC為一面元 ， 這面元的三個分量為三角形OBC、 OCA和 OAB的面積 ， OABC是一個體積元 B y z x C O △ S S??△ V，通過界面 OBC單位面積流入體內(nèi)的動量三個分量為： T1 T12 、 T13 ； 通過界面 OCA單位面積流入體內(nèi)的動量三個分量為： T2 T22 、 T23 ； 通過界面 OAB單位面積流入體內(nèi)的動量三個分量為： T3 T32 、 T33 ； 當(dāng) 時，通過這三個面流入體內(nèi)的動量等 0??V于從面元 ABC流出的動量 。 因此 ， 通過 ABC面流 出的動量各分量為： 寫成矢量式： 這就是通過面元 流出的動量 。 333232131332322212123132121111TSTSTSpTSTSTSpTSTSTSp?????????????????????TSp ??? ????S?? 輻射壓力 (Radiation pressure) 電磁場作為物質(zhì)在流動 （ 輻射 ） 時 ， 一旦遇到其他物體 ， 就會發(fā)生相互作用力 ， 由電磁場引起的對其他物體的壓力稱為輻射壓力 。 如果是可見光引起的輻射壓力 ， 通常稱之為光的壓力 。 由電磁場動量密度式和動量守恒定律可以算出 輻射壓力 。 假有一平面電磁波的以 θ 角入射于理想導(dǎo)體表面上而被全部反射 ， 試求此導(dǎo)體表面所受到的輻射壓力 。 導(dǎo)體表面對空間電磁波所施加的作用為 ， 等于單位表面上電磁動量在單位時間內(nèi)所發(fā)生的變化 。 由于作用力與反作用力大小相等 ， 它的量值就等于電磁波對物體單位表面所施加的壓力 。 由于電磁波的傳播速度為 c， 在單位時間內(nèi)射到單位橫截面的電磁動量為： θ wcscg ???? ?)1(設(shè)電磁波的入射角為 θ， 則單位時間內(nèi)射到單位表面積上的電磁動量為 同樣 ， 在單位時間內(nèi)被物體單位表面反射的電磁動量為 這里的 R為反射系數(shù) 。 因此 ， 單位時間內(nèi)動量在法向的變化為： ?? c o sc o s1 wcgf ???? c o sc o s2 wRcgRf ??????2221c o s)1(c o s)1(c o sc o swRcgRffP??????即介質(zhì)表面受到電磁波作用產(chǎn)生的壓強 ， 若電磁波在各方向都以同樣強度輻射 （ 例如空腔內(nèi)的黑體輻射 ） ， 它的總平均輻射能量密度為 ， 那么投影到方向在 θ到 θ+dθ之間的能量密度為： 于是介質(zhì)表面受到各個方向射來的電磁波作用產(chǎn)生的總壓力為 w?????? dwdwwd s i n2s i n24 ???? ???? 20 2 61s i nc o s2)1(???? wRdwRP在理想導(dǎo)體表面 ， 電磁波發(fā)生全反射 ， 這時反射系數(shù) R=1， 此時即有 地球表面由于太陽光輻射而受到的總輻射壓力約為 7 108N， 而受到太陽的萬有引力為 3 1022N，因此一般可以忽略輻射壓力 。 wP 31?
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