电磁场的能流密度和动量(简单讲法) 电磁波的传播伴随着能量的传播。 能流密度矢量 定义:单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的电磁能 量,也叫辐射强度。 从特殊情况看,对于各向同性线性介质,有 电场能量体密度:O=,E 磁场能量体密度:On=AMH2 电磁场能量体密度:O=n,E+a1H) d体积内电磁能量为: odAdl= daNdt 能流密度:S daNdt dadt
16 z 电磁场的能流密度和动量（简单讲法） 电磁波的传播伴随着能量的传播。 能流密度矢量 定义：单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的电磁能 量，也叫辐射强度。 从特殊情况看，对于各向同性线性介质，有 电场能量体密度： 2 0 21 ωe = ε ε rE 磁场能量体密度： 2 0 21 ω m = µ µrH 电磁场能量体密度： ( ) 21 2 0 2 ω = ε 0ε rE + µ µrH dV 体积内电磁能量为：ωdAdl =ωdAvdt 能流密度： v dAdt dAvdt S ω ω= = v
S=(6E+灿B)~1 PeRhOur 16o, E=VHH, H :S=(EH+HE)=EH i: E=E COSO(t-), H=Ho cosa( 则!:S=Sb=EH;S=ExH S为能流密度矢量,也叫玻印亭矢量,严格证明如p33 引入S的过程中,完全没有用到电磁场迅变条件,说明玻印亭矢量的概念不仅适用于 迅变电磁场,也适用于恒定场 ●普遍证明(见6.5电磁场能量动量)
17 r r S rE rH ε ε µ µ ε ε µ µ 0 0 2 0 2 0 1 ( ) 21 = + ⋅ Q ε 0ε r E = µ0µr H ∴S = (EH + HE) = EH 21 设： cos ( ), cos ( ) 0 0 v x H H t v x E = E ω t − = ω − 则： 0 0 0 2 1 1 Sdt E H T S T = ∫ = ； S = E×H S 为能流密度矢量，也叫玻印亭矢量，严格证明如 p330。 z 引入 S 的过程中，完全没有用到电磁场迅变条件，说明玻印亭矢量的概念不仅适用于 迅变电磁场，也适用于恒定场。 z 普遍证明（见 6.5 电磁场能量动量）
例:利用玻印亭矢量分析直流电路中电源对电路供电时能量传输图象 (p432) 1.电源内部:有非静电力,j=O(k+E), k与E方向相反,且<k,所以j与方向一致,如图: 电源向外部空间输出能量; 2.电源以外导线,与E方向一致 导线外部:E外一般有较大的法向分量但界面上,E外的 切向分量与E连续(边界条件),所以能量从外向里输入 总体图象 载
18 例：利用玻印亭矢量分析直流电路中电源对电路供电时能量传输图象 （p432） 1． 电源内部：有非静电力， j = σ (k + E)， k与E方向相反，且 E < k ，所以 j与k 方向一致，如图： 电源向外部空间输出能量； 2． 电源以外导线， j与E方向一致 *导线外部：E外 一般有较大的法向分量，但界面上，E外 的 切向分量与E内 连续（边界条件），所以能量从外向里输入； 总体图象：