[理學(xué)]第5章時(shí)變電磁場(chǎng)和平面電磁波3--1a-在線瀏覽
2025-04-10 12:46本頁(yè)面
【正文】 場(chǎng)和平面電磁波 ? 0t? ?4t?? ?2t?? ?? 不同時(shí)刻 的波形 xE?kz Ex 0 π 2π 3π 首先考察 。 從圖可知 ， 隨時(shí)間 t增加 ， 波形向 +z方向平移 。 第五章 時(shí)變電磁場(chǎng)和平面電磁波 4. 相伴的磁場(chǎng) 強(qiáng)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 。 理想介質(zhì)中的平面波 結(jié)論： 在理想介質(zhì)中 ， 均勻平面波的電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度相 互垂直 ， 且同相位 。 媒質(zhì)波阻抗 定義： 電場(chǎng)幅度和磁場(chǎng)幅度之比 ： EH????＝ 特殊：真空 （ 自由空間 ） 的本振阻抗為： 700904 1 01 2 0 3 7 7( )11036? ????????? ? ? ? ?? 結(jié)論： 在自由空間中傳播的電磁波 ， 電場(chǎng)幅度與磁場(chǎng)幅度之比為 377。 2 π ( r a d /m )k??波長(zhǎng) λ ： 空間相位差為 2π 的兩個(gè)波陣面的間距， 即 波在一個(gè)周期中傳播的距離，用 λ表示 ： 波數(shù) k ： 表示波傳播單位距離的相位變化 o x E ? z 的曲線 m( , 0) c osxE z E k z?2 π1 ( m )k f? ????2πk? ?第五章 時(shí)變電磁場(chǎng)和平面電磁波 從波形上可以認(rèn)為是整個(gè)波形隨著時(shí)間變化向 +z方向平移 （ 3）相速（波速） 相速 v： 電磁波的等相位面在空 間中的移動(dòng)速度； ? 1tz Ex 0 π 2π 3π 12t t?第五章 時(shí)變電磁場(chǎng)和平面電磁波 （ 3）相速（波速） 均勻平面波的相速： 0t k z c onst??? ??? ＝令兩邊對(duì)時(shí)間 t去導(dǎo)數(shù) ， 得： 10pd z d zkvd t d t k????? ? ? ? ? ?第五章 時(shí)變電磁場(chǎng)和平面電磁波 00 , ???? ?? ，cvp ?※ 在其它介質(zhì)中： ，因此， 稱為慢波。 真空中電磁波相位速度為光速 。 理想介質(zhì)中的平面波 ????????????????????????????????????????0?0???1HEHEEHzzkzkz??????????????????(a) (b) (c) (d) 第五章 時(shí)變電磁場(chǎng)和平面電磁波 2）相位： 電場(chǎng) 和磁場(chǎng) 處處同相，二者振幅之比是媒質(zhì)的波阻抗 (實(shí)數(shù) )。 167。 xz平面上的瞬時(shí) 和 ( 垂直于 和 ，并指向傳播方向 ) EEHHS3)復(fù)坡印廷矢量： 167。 理想介質(zhì)中的平面波 第五章 時(shí)變電磁場(chǎng)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。 ev5）均勻平面波的能量傳播速度 167。 無(wú)衰減 ， 電場(chǎng)與磁場(chǎng)的振幅不變 。 電磁波的相速與頻率無(wú)關(guān) ， 無(wú)色散 。 總結(jié) 理想介質(zhì)中的均勻平面波的傳播特性： 第五章 時(shí)變電磁場(chǎng)和平面電磁波 三、平面波電磁波譜 ? Maxwell方程對(duì)電磁波的頻率沒(méi)有限制 。 ? 這些波都是橫波，在自由空間都以光速傳播。 ? 電磁波譜是有限的資源。 理想介質(zhì)中的平面波 第五章 時(shí)變電磁場(chǎng)和平面電磁波 電磁波的波段劃分及其應(yīng)用 名 稱 頻率范圍 波長(zhǎng)范圍 典型業(yè)務(wù) 甚低頻 VLF[超長(zhǎng)波 ] 3~30KHz 100~10km 導(dǎo)航，聲納 低頻 LF[長(zhǎng)波， LW] 30~300KHz 10~1km 導(dǎo)航，頻標(biāo) 中頻 MF[中波 , MW] 300~3000KHz 1km~100m AM, 海上通信 高頻 HF[短波 , SW] 3~30MHz 100m~10m AM, 通信 甚高頻 VHF[超短波 ] 30~300MHz 10~1m TV, FM, MC 特高頻 UHF[微波 ] 300~3000MHz 100~10cm TV, MC, GPS 超高頻 SHF[微波 ] 3~30GHz 10~1cm SDTV, 通信 ,雷達(dá) 極高頻 EHF[微波 ] 30~300GHz 10~1mm 通信 , 雷達(dá) 光頻 [光波 ] 1~50THz 300~?m 光纖通信 第五章 時(shí)變電磁場(chǎng)和平面電磁波 中波調(diào)幅廣播 （ AM） ： 550KHz~1650KHz 短波調(diào)幅廣播 （ AM） ： 2MHz~30MHz 調(diào)頻廣播 （ FM） ： 88MHz~108MHz 電視頻道 （ TV） ： 50MHz~100MHz 。 900MHz。 。 12GHz~14GHz 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) （ GPS） ： L1 = L2 =, L3 = 光纖通信： ?m ， ?m ， ?m
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1