无线电波
3 10 4 (Hz )
设计制作 王小云 颜琳
吉首大学物电系
第五节 电磁波
麦克斯韦1865年预言了电磁波(electromagnetic wave)，1888年赫兹 (Hertz)用实验证实了电磁波的 存在。
在均匀无限大媒质中，若无自由电荷和传导电流 (麦克0 =斯0韦；电j0磁=场0方)，程再组考可虑解到出D一=维E情，形B下=E(Hx,，t)、由 H(x,t)的波动方程
E H
5.电磁波的传播速度为 u 1
四、电磁波的能量密度
电磁波的传播过程为能量的传播过程，
即辐射能。 电场能量密度
磁场能量密度
we
1 E
2
2
wm
1 H 2
2
电磁场能量密度
w
we
wm
1 E
2
2
1 2
H
2
五、电磁波的能流密度
单位时间内通过垂直于传播方向的单位 面积的辐射能。
S wu
S u (E 2 H 2 )
一、电磁波的产生与传播
由麦克斯韦的电磁场理论，变化的电
场产生变化的磁场，而变化的磁场又产生 变化的电场，这样就产生了电磁波。
EEEBຫໍສະໝຸດ B如广播电台 声 电
电视台 声光 电
B 电磁波发射 电磁波发射
LC
最后形成电偶极子，即发射电磁波的天线。 二、明确几点
1.电磁波的传播不依赖任何媒质可在真空 中传播。
wc S cc
单位面积所受的辐射压力：
p
S c
七、电磁波谱
10 12
10 10
10 4 10 2
10 2
10 4
10 6 (m )
微波
宇 宙 射 线
射 线
X 射 线
紫 可红 外 见外 线 光线
毫 厘分 米 米米 波 波波
超 短 波
短 波
中 波
长 波
3 10 22
3 1016 3 1014 3 1012
2
S u (E 2 H 2 )
2
由
u 1
和
E H
S 1 ( E H H E ) 2
EH
矢量式
S EH
S 称为辐射强度矢量或坡印延矢量。
六、电磁波的动量
爱因斯坦质能关系式：E mc2
单位体积中电磁场的质量： w
c2
单位体积中电磁场的动量：
w c2
c
在单位时间内，通过垂直于传播方向的 单位面积的电磁场动量，即动量流密度：
2.电磁波在媒质中传播的速度
u 1
真空中
u 1
0 0
1
8.85 10 12 4 10 7
3 10 8 m/s
即光速，光是一种电磁波。
三、电磁波性质 1.电磁波是横波 E、H 与传播方向 k 垂直。
E
k H
2.E与H相互垂直，并与k构成右手螺旋系。 3.E 与 H 同相位。
4.介质中 E 与 H 数值上成正比。