则得到:a?EV?E(9)0~2at?1 aBV2B_0(10)2t?这就是众所周知的波动方程。由其解可知电磁场具有波动性,电磁场的能量可以从一点转移到另一点。即脱离电荷、电流而独立存在的自由电磁场总是以波动形式运动着。在真空中,一切电磁波(包括各种频率范围的电磁波,如无线电波1-6
1-6 = − = − 0 (10) 1 0 (9) 1 2 2 2 2 2 2 2 2 t B C B t E C E 则得到: 这就是众所周知的波动方程。由其解可知电磁场 具有波动性,电磁场的能量可以从一点转移到另 一点。即脱离电荷、电流而独立存在的自由电磁 场总是以波动形式运动着。在真空中,一切电磁 波(包括各种频率范围的电磁波,如无线电波
光波、X射线和射线等)都以速度C传播,C就是最基本的物理常量之一,即光速。b)介质情形当以一定角频率(作正弦振荡的电磁波入射于介质内时,介质内的束缚电荷受场作用,亦以同样频率作正弦振荡,可知D(o)= ε(o)E(0)B(の) = μ(の)H(α)1-7
1-7 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) B H D E = = 光波、X射线和γ射线等)都以速度C传播,C就 是最基本的物理常量之一,即光速。 b) 介质情形 当以一定角频率 作正弦振荡的电磁波入射于介质 内时,介质内的束缚电荷受场作用,亦以同样频 率作正弦振荡,可知
对于不同频率的电磁波,介质的介电常数是不同的,即=(の),μ=μ(の)由于色c和u随频率の而变化的现象,称为介质的色散。E(系式散,对于一般非正弦变化的电场不再成立,这是因为D(t) = cE(t)1D(t) =D(o)eio do(0)E(w)eio d00=2元JO2元J01E(o)eiot do = E(t)±&2元1-8
1-8 = (), = () E(t) 0 0 1 1 ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 i t i t D t D e d E e d = = 对于不同频率的电磁波,介质的介电常数是不同的, 即 ε和μ随频率ω而变化的现象,称为介质的色散。由于色 散,对于一般非正弦变化的电场 ,关系式 D(t) E(t) 不再成立,这是因为 = = 0 ( ) ( ) 2 1 E e d E t i t
因此在介质内不能导出E、的一般波动方程,于万不要把(9)、(10)两式中的μo%即由真空情况就转在介质情形,这是不正确的。2、时谐电磁波(单色电磁波)在很多实际情况下,电磁波的激发源往往以大致确定的频率作正弦振荡,因而辐射出的电磁波也以相同频率作正弦振荡。这种以一定频率作正弦振荡的波称为时谐电磁波(单色电磁波)。一般情况下,即使电磁波不是单色波,它也可以用Fourier频谱分析方法分解为不同频率的正弦波的叠加1-9
1-9 E B 、 → 0 0 在很多实际情况下,电磁波的激发源往往以大致确 定的频率作正弦振荡,因而辐射出的电磁波也以相同频 率作正弦振荡。这种以一定频率作正弦振荡的波称为时 谐电磁波(单色电磁波)。 一般情况下,即使电磁波不是单色波,它也可以用 Fourier频谱分析方法分解为不同频率的正弦波的叠加。 2、时谐电磁波(单色电磁波) 因此在介质内不能导出 的一般波动方程,千万 不要把(9)、(10)两式中的 ,即由真空情况就 转在介质情形,这是不正确的
下面,我们只讨论一定频率的电磁波。设角频率为w,电磁场对时间的依赖总是coswt,其复数形式为-ioE(x·t) = E(x)e(11)B(x ·t) = B(x)e-iot时谐情形下的Maxwell'sequationsa由于在一定频率条件下,有 D=E,B=μH把(11)式代入到一般情况下的Maxwell'sequations中去,则有:1-10
1-10 (11) ( ) ( ) ( ) ( ) = = − − i t i t B x t B x e E x t E x e D E B H 由于在一定频率条件下,有 = , = 把(11)式代入到一般情况下的Maxwell’s equations 中去,则有: a) 时谐情形下的Maxwell’s equations 下面,我们只讨论一定频率的电磁波。设角频率 为ω,电磁场对时间的依赖总是cosωt ,其复数 形式为