第八 電磁輻射

會(huì)計(jì)學(xué)1第八電磁輻射2本章內(nèi)容：

滯后位電偶極子的輻射第1頁(yè)/共16頁(yè)3其解為：8.1滯后位yzxP

在第4章引入了動(dòng)態(tài)矢量位和動(dòng)態(tài)標(biāo)量位：在洛倫茲條件下，其方程為滯后位第2頁(yè)/共16頁(yè)4

換言之，觀察點(diǎn)處位函數(shù)隨時(shí)間的變化總是滯后于源隨時(shí)間的變化。滯后的時(shí)間是電磁波從源所在位置傳到觀察點(diǎn)所需的時(shí)間，故稱為滯后位或推遲位。物理意義：

時(shí)刻t空間任意一點(diǎn)r處的位函數(shù)并不取決于該時(shí)刻的電流和電荷分布，而是取決于比t較早的時(shí)刻

的電流或電荷分布。時(shí)間

正好是電磁波以速度從源點(diǎn)傳到場(chǎng)點(diǎn)所需的時(shí)間。

例如：日光是一種電磁波，在某處某時(shí)刻見(jiàn)到的日光并不是該時(shí)刻太陽(yáng)所發(fā)出的，而是在大約8分20秒前太陽(yáng)發(fā)出的，8分20秒內(nèi)光傳播的距離正好是太陽(yáng)到地球的平均距離。第3頁(yè)/共16頁(yè)5時(shí)諧電磁場(chǎng)的位函數(shù)第4頁(yè)/共16頁(yè)6

電偶極子是一種基本的輻射單元，是長(zhǎng)度l遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的直線電流元，線上電流是均勻的，且相位相同。由于電流元代入得電偶極子的矢量位8.2電偶極子的輻射yzxlP第5頁(yè)/共16頁(yè)7zxy在球坐標(biāo)系中第6頁(yè)/共16頁(yè)8由此得到電偶極子的電磁場(chǎng)：第7頁(yè)/共16頁(yè)9

電偶極子周圍的空間劃分為三個(gè)區(qū)域：

近場(chǎng)區(qū)

遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)

過(guò)渡區(qū)遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)近區(qū)場(chǎng)中間場(chǎng)第8頁(yè)/共16頁(yè)101、近區(qū)場(chǎng)：準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)第9頁(yè)/共16頁(yè)11（1）電場(chǎng)表達(dá)式與靜電偶極子的電場(chǎng)表達(dá)式相同；磁場(chǎng)表達(dá)式與用畢奧一薩伐定律計(jì)算的恒定電流元產(chǎn)生的磁場(chǎng)表達(dá)式相同。因此稱其為似穩(wěn)場(chǎng)或準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)。（2）電場(chǎng)和磁場(chǎng)存在／2的相位差，能量在電場(chǎng)和磁場(chǎng)以及場(chǎng)與源之間交換，沒(méi)有輻射，所以近區(qū)場(chǎng)也稱感應(yīng)場(chǎng)。

近區(qū)場(chǎng)的特點(diǎn)：第10頁(yè)/共16頁(yè)122、遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)（輻射場(chǎng)）：第11頁(yè)/共16頁(yè)13zyyx電偶極子的方向圖

遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)的特點(diǎn)：遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)是橫電磁波，電場(chǎng)、磁場(chǎng)和傳播方向相互垂直遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)電磁場(chǎng)振幅比等于媒質(zhì)的本征阻抗遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)是非均勻球面波，電磁場(chǎng)振幅與1/r

成正比遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)具有方向性，按sinθ變化第12頁(yè)/共16頁(yè)14輻射功率輻射電阻——輻射電阻低平均功率流密度為

遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)的輻射功率第13頁(yè)/共16頁(yè)15

例8.2.1

頻率為10MHz的功率源饋送給電偶極子的電流為25A，設(shè)電偶極子的長(zhǎng)度為50cm，試計(jì)算：（1）赤道平面上離原點(diǎn)10km處的電場(chǎng)和磁場(chǎng)；（2）r=10km處的平均功率密度；