电子科技大学：《电磁场与电磁波》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 正弦平面电磁波

电子科技大学 第七章正弦平面电磁波 ◇时谐场:场量随时间按正弦规律变化的电磁场。时谐 场也称为正弦电磁场。 令正弦电磁波在工程上应用广泛,有如下特点: 1、易于激励; 2、由傅立叶级数可知:在线性媒质中,正弦电磁波 可以合成其他形式的电磁波。 本章主要内容: 时谐场的波动方程亥姆霍兹方程 无界理想媒质中的均匀平面波 无界导电媒质(损耗媒质)中的均匀平面波 >在媒质分界面上波的反射与透射 4>p

电子科技大学 第七章 正弦平面电磁波 v时谐场：场量随时间按正弦规律变化的电磁场。时谐 场也称为正弦电磁场。 v正弦电磁波在工程上应用广泛，有如下特点： 1、易于激励； 2、由傅立叶级数可知：在线性媒质中，正弦电磁波 可以合成其他形式的电磁波。 本章主要内容： Ø时谐场的波动方程——亥姆霍兹方程 Ø无界理想媒质中的均匀平面波 Ø无界导电媒质（损耗媒质）中的均匀平面波 Ø在媒质分界面上波的反射与透射

电子科技大学回 5.3时变电磁场的能量 1 Poynting定理 时变电磁场具有能量已被大量的事实所证 明。时变电磁场可以脱离电荷或电流而在 空间存在,且随时间的变化在空间以波动 形式传播。那么时变电磁场的能量又以何 种形式存在于空间,它是否随电磁波的传 播而在空间传播?首先来讨论时变电磁场 能量的守恒与转化关系。 KD

电子科技大学 5.3 时变电磁场的能量 1 Poynting定理 时变电磁场具有能量已被大量的事实所证 明。时变电磁场可以脱离电荷或电流而在 空间存在，且随时间的变化在空间以波动 形式传播。那么时变电磁场的能量又以何 种形式存在于空间，它是否随电磁波的传 播而在空间传播？首先来讨论时变电磁场 能量的守恒与转化关系

电子科技大学 场的能量密度设为:w)设有一闭合介质空间区域,其内 能量流密度矢量:50存在时变的电荷、电流和电磁场 根据能量守恒定律 cd订y+ f(r, t).vdk at 表示通过界表示单位区域内 面在单位时时间内空场对荷 间内进N间区域电电系统由于时变电磁场的波动特 内电磁场的磁场能量所作的点,闭合空间内部的电磁 能量 的增量 功率 场有可能传播到外部,外 部空间的电磁场也有可能 表示场对荷电系统作用力密度传播到空间内部,闭合空 间的内外有可能存在电磁 为荷电系统运动速度 场能量的交流

电子科技大学 设有一闭合介质空间区域V，其内 存在时变的电荷、电流和电磁场。 J ρ V 场的能量密度设为 ：wr,t 能量流密度矢量 ： Sr，t 由于时变电磁场的波动特 点，闭合空间内部的电磁 场有可能传播到外部，外 部空间的电磁场也有可能 传播到空间内部，闭合空 间的内外有可能存在电磁 场能量的交流。     V  ,t V t w ,t ,t S V V d d f r vd r S r s           根据能量守恒定律： fr，t表示场对荷电系统作用力密度 v 为荷电系统运动速度 表示通过界 面在单位时 间内进入V 内电磁场的 能量 表示单位 时间内空 间区域电 磁场能量 的增量 区域内 场对荷 电系统 所作的 功率

v(r,t)-V·S(r D=(PE+pvx B)V=pEV=EJ=OE=E VXH aD aD=H VXE)-E. aD B .(EX)=H.+E D f·v=E·V×H V.EXH 手( aB D E×H)·dS= H +E dv+llIfvdv dt 表示闭合空间区域电磁场能量守恒和转化的关 系式,称为 Poynting定理,其中 aB aD wr,t H +E at Sr,)=EG,)xH(,)称为 pOynting矢量 KD

电子科技大学 w ,t  ,t t f v r    S r                               t E D f v E v B v E v E J E H 2         E H t D E t B E H H t D H E E D f v E H                                        t                   t D E t B w r t H t ， Sr,tEr,tHr,t                         S V V V V t t d d f vd D E B E H S H 表示闭合空间区域V内电磁场能量守恒和转化的关 系式，称为Poynting定理，其中 称为Poynting矢量

电子科技大学 对于线性均匀各向同性介质, D= EE, B=HH w(, )=uH2+8E2I 2电磁场能量的传播 Poynting定理给出了时变电磁场能量传播的一个新 图像,电磁场能量通过电磁场传播。这对于广播电 视、无线通信和雷达等应用领域是不难理解的。 DP

电子科技大学 对于线性均匀各向同性介质， D  E ,B  H     2 2 2 1 w r,t  H  E 2 电磁场能量的传播 Poynting定理给出了时变电磁场能量传播的一个新 图像，电磁场能量通过电磁场传播。这对于广播电 视、无线通信和雷达等应用领域是不难理解的