【正文】 量密度 一個(gè)周期內(nèi)能量密度的平均值。 二、 能流和能流密度 w v Sp ?平均能流： 單位時(shí)間內(nèi)通過媒質(zhì)中某面積的 平均能量 vSww v SP ??能流密度（波的強(qiáng)度） ： 通過 垂直 于波動(dòng)傳播方向的單位面積的 平均能量 。 分析平面波和球面波的振幅 證明： ,2211 TSITSI ??SSS ?? 21TSAvTSAv 22221212 2121 ???? ?21 AA ?所以 ,平面波振幅相等。4 211 rS ??所以振幅與離波源的距離成反比。 電場(chǎng)強(qiáng)度 沿任意閉曲線的線積分等于以該曲線為邊界的任意曲面的磁通量對(duì)時(shí)間變化量的負(fù)值。 穩(wěn)恒磁場(chǎng)沿任意閉合曲線的線積分等于穿過以該曲線為邊界的曲面的 全電流 。 ???????????????SdtDldHSdtBldE????????一、電磁波的產(chǎn)生和特性 波源－產(chǎn)生電磁振蕩 (1)提高回路振蕩頻率 LC1??LC回路能否有效地發(fā)射電磁波 (1)振蕩頻率太低 LC電路的輻射功率 4??S (2)電磁場(chǎng)僅局限于電容器和自感線圈內(nèi) LC回路因?yàn)椋? ?(2)實(shí)現(xiàn)回路的開放 LC振蕩電路 從 LC振蕩電路到振蕩電偶極子 q?q?ildSC 0?? VnL 20??振蕩電偶極子 電磁波源的典型模型 (1)B、 E線分布 極軸 B?q?q?B?B? 線 繞極軸圓周線 線 E? 腰形閉合線 振蕩偶極子周圍的電磁場(chǎng) 球面波 振蕩電偶極子輻射球面電磁波 v? 沿 r? 方向 E? 沿經(jīng)線振蕩 H? 沿緯線振蕩 特點(diǎn) ：（ 1）橫波 （ 2） HE、 振幅 rs i n ????? 、02???0HE mm ?、mm HE 、最大 E?H?u???r?p?v?E?H?p?在更遠(yuǎn)離偶極子的地方（ rl）， 因 r 很大，在通常的研究范圍內(nèi)， ? 的變化很小，故 的振幅可看作恒量，因而電磁波可以看作是平面波 HE ??,)c o s (0 vrtEE ?? ?)c o s (0 vrtHH ?? ?平面電磁波方程 總結(jié)電磁波的性質(zhì)（在同性媒質(zhì)中傳播）： 電磁波的傳播速度為 ??1?v即 v只與媒質(zhì)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率有關(guān) 真空中 1800 ?????? smcv ??實(shí)驗(yàn)測(cè)得真空中光速 18109 9 7 9 2 4 5 ???? smc E、 H均作周期性變化，且兩個(gè)量同相，則在空間任意一點(diǎn)， E、 H滿足下式 : HE ?? ?光是一種電磁波 )c o s (0 vrtEE ?? ?)c o s (0 vrtHH ?? ?電磁波是偏振波 , HE ??, 都在各自的平面內(nèi)振動(dòng) 平面電磁波示意圖 v?E?H?電磁波是橫波 , 它們構(gòu)成正交右旋關(guān)系 . vHE ??? , 相互垂直， 振蕩電偶極子所輻射的電磁波的頻率 等于 電偶極子振蕩頻率，而且 E、 H的振幅都與頻率平方成正比 1 能量密度 221 Ewe ??221 Hwm ??電場(chǎng) 磁場(chǎng) ? ?2221 HEme ?? ????電磁場(chǎng) 二、電磁波的能量 電磁波所攜帶的能量稱為 輻射能 . 電磁場(chǎng)中單位體積空間內(nèi)能量稱為電磁場(chǎng)的能量密度，用 表示 w2. 能流密度 (又叫輻射強(qiáng)度 ) vHEwvS )(21 22 ?? ?????1?v HE ?? ?EHS ?HES ??? ??E?H??? ?? wS能流密度矢量 坡印廷矢量 單位時(shí)間通過電磁場(chǎng)中與能量傳播方向垂直的單位面積上的能量稱為能流密度，它是一個(gè)矢量，用 表示。 1914年 語音通信 成為可能。 20世紀(jì) 30年代 發(fā)明了 雷達(dá) 。如今電磁波已在通訊、遙感、空間控測(cè)、軍事應(yīng)用、科學(xué)研究等諸多方面得到廣泛的應(yīng)用。 若介質(zhì)的密度為800kg/m3， 求： （ 1）該波的能流密度 （ 2） 1分鐘內(nèi)垂直通過一面積 S=4 10－ 4 m2的總能量 解 （ 1）由能流密度 I的表達(dá)式，可求得： 2324322 )102()101(108002121 ???????? ? ??? uAI ???? mW（ 2）在 60秒內(nèi)垂直通過面積 S的能量為 JI S tW 345 ???????? ?一 、 惠更斯原理 惠更斯原理 ： 介質(zhì)中波陣面（波前）上的各點(diǎn)，都可以看作為發(fā)射子波的波源，其后一時(shí)刻這些子波的包跡便是新的波陣面。 波傳播的 獨(dú)立性原理 或波的 疊加原理 ： 說明 ： 振動(dòng)的疊加僅發(fā)生在單一質(zhì)點(diǎn)上 波的疊加發(fā)生在兩波相遇范圍內(nèi)的許多質(zhì)點(diǎn)上 能分辨交響樂不同的聲音－交響樂總體效果 能收聽各個(gè)電臺(tái)節(jié)目－空間電波的總和 98 波的疊加原理 波的干涉 兩列波若 頻率相同 、 振動(dòng)方向相同 、在相遇點(diǎn)的 位相相同或位相差恒定 ，則合成波場(chǎng)中會(huì)出現(xiàn)某些點(diǎn)的振動(dòng)始終加強(qiáng)，另一點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱（或完全抵消），這種現(xiàn)象稱為 波的干涉 。 二 、波的干涉 傳播到 p點(diǎn)引起的振動(dòng)分別為： )c o s( 111 ??? ?? tA ss)c o s ( 222 ??? ?? tA ss 在 p點(diǎn)的振動(dòng)為同方向同頻率振動(dòng)的合成。 合成振動(dòng)為： )c o s(21 ????? ???? tA)2c o s ( 1111 rtA ????? ???)2c o s ( 2222 rtA ????? ???????? c o s2 2122212 AAAAA其中： )(2)( 1212 rr ????? ?????由于波的強(qiáng)度正比于振幅，所以合振動(dòng)的強(qiáng)度為： ??c o s2 2121 IIIII ???)c o s ( ??? ?? tA 對(duì)空間不同的位置，都有恒定的 ??，因而合強(qiáng)度在空間形成穩(wěn)定的分布，即有 干涉現(xiàn)象 。 解： 如圖所示，取 A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)， A、 B聯(lián)線為 X軸，取 A點(diǎn)的振動(dòng)方程 : )c o s ( ?? ?? tAy A在 X軸上 A點(diǎn)發(fā)出的行波方程： )2c o s ( ???? xtAy A ???B點(diǎn)的振動(dòng)方程 : )0c o s ( ?? tAyB ?BAXxm30x?30O在 X軸上 B點(diǎn)發(fā)出的行波方程： ])30(20c o s [ ??? xtAy B ????因?yàn)閮刹ㄍl率，同振幅，同方向振動(dòng)，所以相干為靜止的點(diǎn)滿足： ???????? )()( 123022 ?????? kxx, . . .2,1,0 ???kBAXxm30x?30O相干相消的點(diǎn)需滿足： ?kx ??? 230mv 4????因?yàn)?： ,...2,1,0215??????kkxmx 29,27,25, . . . . . .9,7,5,3,1???????? )12()30(22 ??????? kxx, . . .2,1,0 ???kBAXxm30x?30O波的衍射 波的干涉 惠更斯原理 波的疊加原理 相干條件 兩個(gè) 振動(dòng)方向相同、頻率相同、位相差恒定 的波源 稱相干波源，它們發(fā)出的波叫相干波。 干涉加強(qiáng)、減弱的條件： ?????????? )rr(2 121020Δ?2,1,0k ??? k2 21 AAA ??加強(qiáng) ??? )1k2( 21 AAA ??減弱 波程差 相位差 （當(dāng)兩相干波源為同相波源時(shí)） ???? 21 rr??k 加強(qiáng)（相長(zhǎng)、極大） 2)1k2(??? 減弱（相消、極?。? 三、駐波 一、駐波方程 )xtc o s (Ay ??? 21 ?? )xtc o s (Ay??? 22 ??tc o sxc o sAyyy ???2221 ???tc o s)x(Ay ????xAxA 2c os2)( ?駐波是兩列 振幅、頻率相同 ，但 傳播方向相反 的簡(jiǎn)諧波的疊加。但 各點(diǎn)振幅隨位置的不同 而不同。 tc o s)x(Ay ??12c os ??? x??xAxA 2c os2)( ?振幅最大，波腹AxA 2)( ???? kx ??2 ?,kkx 2102 ????02c os ??? x振幅最小，波節(jié)0)( ?xA??? )k(x 212 ??? ?,k)k(x 210221 ???? ?波腹與波節(jié) 駐波振幅分布特點(diǎn) 二、駐波的特點(diǎn) 相鄰波腹間的距離為： 221 ???? ? ?? ?k|kx相鄰波節(jié)間的距離為： 2??? x相鄰波腹與波節(jié)間的距離為： 4?因此可用測(cè)量波腹間的距離，來確定波長(zhǎng)。同時(shí)達(dá)到反向最大或同時(shí)達(dá)到反向最小。 兩個(gè) 波節(jié)之間的點(diǎn)其振動(dòng)相位相同 。速度方向相同。 當(dāng)波 從波疏媒質(zhì)垂直入射到波密媒質(zhì) 界面上反射時(shí)， 有半波損失 ，形成的駐波在界面處是 波節(jié) 。 折射率較大的媒質(zhì)稱為 波密媒質(zhì) ； 折射率較小的媒質(zhì)稱為 波疏媒質(zhì) . 有半波損失 無半波損失 當(dāng)波 從波密媒質(zhì)垂直入射到波疏媒質(zhì) 界面上反射時(shí)， 無半波損失 ，界面處出現(xiàn) 波腹