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 16
16 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
场的能量密度设为)设有一闭合介质空间区域V,其内 能量流密度矢量:司存在时变的电荷、电流和电磁场 根据能量守恒定律: S()ds=∫ Ow(r,t dk+[llf(, t) vdk ○ 表示通过界表示单位区域内 面在单位时时间内空场对荷 间内进入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 ν为荷电系统运动速度 场能量的交流
17 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