【正文】 因此天線使用最好令其電抗趨近零 (亦稱共振 ) 天線輻射 ?????? ?? ?? danHEs ?)()(21Re ?? ????? dJE sv )()(21 *?? ?? ????????????dDEBHjdEdanHEvvs????????? ???????????)()(41)()(412)(21?)()(21 2???????。re定律 ? 23 Maxwell方程式 ? △ 24 介電質(zhì)、極化和電位移 (Dielectrics、Polarization、 Electric Displacement) ? △ 25 磁化、磁場強(qiáng)度 ? 26 Maxwell方程式在一般物質(zhì)中的形式 ? 27 邊界條件 (Boundary Conditions) ? 28 電磁功率的守恆 ? 29 Maxwell方程式在時諧問題中的形式 第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 88 88 真空中的電磁場能量密度 ? 電場裏貯存的電能能量密度 – (Joule/m3) ? 磁場中的磁能能量密度 – (Joule/m3) ? 空間中存在的電磁能密度 – (Joule/m3) 21 E? E??o?21 ?H? H?22oEE ??? ???????H? H?第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 89 89 電磁功率守恆式推導(dǎo)：步驟 1 ? 考慮真空中的一塊區(qū)域 V(以封閉曲面 S為邊界 ) ? V內(nèi)電磁能減少的速率 封閉曲面 S與所包圍的體積 V ?? vdtd ?????? ??? HHEE o ???? 22 ??? ?dHt EEv ???? ?????? ??( )tH?????? ?d第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 90 90 電磁功率守恆式推導(dǎo)：步驟 2 ? 由 Maxwell方程式得 ? 代入 V內(nèi)電磁能減少速率式，並用向量恆等式 及散度定理，得電磁能守恆式 tHo??? ?? ??? E?tE??? ??? ???? JH ?? ??H? E??? ???? E? ???H? )( HE ?? ?? ??????? ????? dHHEEdtd ov ???? 22?? ? ? ????? danHEdJE sv ????? ?第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 91 91 電磁功率守恆式解說：電磁場對電流做的功 ? ：電流，電荷的流動 ? 每單位體積內(nèi)電荷所受的力 –電荷流動速率： ，電荷密度： –電流密度 –電力： ，磁力 (Lorentz力 ) ： ? 電場和磁場對單位體積內(nèi)電荷所做的功之功率 ? 電磁場對於 v內(nèi)電流中流動的電荷所做的功 J?v??J? v???E?? Bv ?? ??JEvvEP e ?????? ?????? )( ???? ? ?dJEv ??第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 92 92 電磁功率守恆式解說： Poynting向量 ? 可以看成向外流出 s的功率 ? 功率通量密度 (Power Flux Density) – Poynting向量 (1884) –單位面積流出的功率 ? 電磁功率的守恆定律 (Poynting定理 ) – V中電磁能的減少，一部份是由於對 V內(nèi)電流做功，一部份則是由於功率向外流出 ? ?? danHEs ???HES ??? ??第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 93 93 物質(zhì)存在時的電磁功率守恆 ? 電流 改成 – 電流源 Ohm電流 極化電流 ? 改為 + ? 新電磁功率守恆式 J? sJ?tPE????? ??tHo?? ??tHo?? ?? tMo??? ?? ?????? ???? ?? dHHEEdtd ov ???? 22???????? ?? ??? dEEdJE vsv ???? ?? ??????? ??? dtMHdtPE ovv?????s E H n d a??? + 電磁場被物質(zhì) 導(dǎo)電電流 ， 極化 ，和 磁化 過程吸收去的功率 電流源 產(chǎn)生的功率 第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 94 94 物質(zhì)存在時的電磁功率守恆式簡化 ? ???????? ???????? ?dtBHtDEv?????? ???? ??? dEEdJE vsv ????? ??? danHEs ??? 物質(zhì)中的電能 (包含極化能量 )和磁能 (包含磁化能量 )的減少率 第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 95 95 電磁功率守恆式的另一種推導(dǎo)方法 ?????????????tBEH??? )sDE H J Et??? ?? ? ? ? ? ? ??? ???tBHtDEEEJEHEs ???????????????? ?????????? ?)(第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 96 96 綱要 ? 21 力線和場 (Line of Force and Field) ? 22 Gauss定律， Faraday定律和 Amp232。?[ ( － )] 繞著 n? 旋轉(zhuǎn)迴圈 C 39。?? ??向量恆等式 ? ? ? ?CBACBA ?????? ??????39。re定律 界面上的小封閉曲線 ?? t?? 2H? 1H? fKn ?? ?? 39。?tD??????????? ??? hntD 39。?n?c ??? dH ?H??第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 79 79 磁場切向分量的邊界條件推導(dǎo)： 步驟 2 ? 令 相當(dāng)小 ? 上下段曲線 的線積分分別是 ( ) 及 ( ) 界面上的小封閉曲線 ??H? t??2H? 2?t? ??1H?1?t? ??????? tdHc ????? 2H 2H( － ) 2?? tt ?1 第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 80 80 磁場切向分量的邊界條件推導(dǎo)： 步驟 31 ? 迴圈 C所圍住的電流 ? 非無窮大 ? h→0 時 → (面電流密度 ) 界面上的小封閉曲線 ? ????????? ???? dantDJ fs 39。re定律 ? 23 Maxwell方程式 ? △ 24 介電質(zhì)、極化和電位移 (Dielectrics、Polarization、 Electric Displacement) ? △ 25 磁化、磁場強(qiáng)度 ? 26 Maxwell方程式在一般物質(zhì)中的形式 ? 27 邊界條件 (Boundary Conditions) ? 28 電磁功率的守恆 ? 29 Maxwell方程式在時諧問題中的形式 第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 68 68 一般物質(zhì)中的 Maxwell方程式 ? ?? fs QdanD ?? fD ????? ?? ?? 0? danBs ?0???? B?? ? ???? danBdtddE ss ???? tBE ?????????Hd?? ? ?????????????? dantDEJss ?????? ?? H?sJ??tD???????? ?第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 69 69 物質(zhì)的構(gòu)成方程式 (Constitutive Equations) ? 和 的關(guān)係以及 和 的關(guān)係 –例如線性物質(zhì) –搭配 Maxwell方程式可解實際問題 D? E? B? H?ED ?? ??HB ?? ??第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 70 70 綱要 ? 21 力線和場 (Line of Force and Field) ? 22 Gauss定律， Faraday定律和 Amp232。的數(shù)量級，可看成小迴圈電流 ? 小迴圈電流 I造成的磁場只和 有關(guān) – a是迴圈圍成的面積，而 是它的單位法向量，方向由右手定則決定 –構(gòu)成磁偶極 nIam ???n?第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 48 48 磁偶極 (Magic Dipole) ? 造成的靜磁場與距離立方成反比 ? 與電偶極 造成立方反比靜電場很相似 ? 可以仿照處理介電質(zhì)中電偶極的步驟來處理物質(zhì)中的磁偶極 nIam ???m?p?小迴圈電流造成的磁偶極 I m?第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 49 49 物質(zhì)內(nèi)磁偶極的成因 ? 電子在軌道上的運(yùn)動 –外界磁通量發(fā)生改變時，電子會改變它的速率(即改變電流 )，以抗拒此種磁通量的改變 ? 電子本身的自轉(zhuǎn) (Spin) –外界的磁場只能改變它的方向 –類似極性分子天生具有的電偶極 ? 其他基本粒子的自轉(zhuǎn) –效應(yīng)甚微，可以略去 第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 50 50 磁化電流 (Magization Current) ? 磁化密度(Magization Density) –物質(zhì)中，每單位體積所含的磁偶極之和 ? 均勻磁化時沒有“過?！彪娏鳟a(chǎn)生 ? 反之，則各點電流不為零，稱為磁化電流 均勻磁化 不均勻磁化產(chǎn)生磁化電流 第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 51 51 磁化電流密度 推導(dǎo)：步驟 1 ? 物質(zhì)內(nèi)的微小體積中，所含之磁偶極為 物質(zhì)內(nèi)的微小體積 M d d d?? dM?? ? ? ? ? ?( ) ( ) ( )d M M M??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????ddd?第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 52 52 ? 只考慮 方向的分量時 ? 可以想成是磁偶極 ? 等效於一個有電流 dIM流動的小迴圈 磁化電流密度 推導(dǎo)：步驟 2 微小體積內(nèi)磁偶極 ? 方向分量 及等效之小迴圈電流 ??? ? ?( ) ( )d M M d? ? ?dadI M ??dIM ? Md?? ?da ??dd第 2章 Maxwell方程式 電磁波 2 53 53 磁化電流密度 推導(dǎo)：步驟 3 ? 考慮一個開放的曲面 S，邊界為封閉曲線 C，希望算出穿過 S的