磁场对电磁波有影响吗?
电磁场中的电场和磁场并不一定同步。 当电磁波在无耗介质中传播时,电场和磁场就会同步。 例如,电磁波在真空中或在理想的绝缘体中传播时,两者波峰和波谷同步。准确点说,就是两者同相。 又如,当电磁波在半导体或导体中传播时,两者则不同x相了,也就是说电场和磁场的波峰和波谷不同步了。 之所以如此,是因为在无耗介质中处处都有: 电荷密度等于0,电流密度等于0。 于是根据麦克斯韦方程,有: div(D)=0; div(B)=0; rot(E)=-dB/dt rot(H)=dD/dt 因为现实中多数波形都可以作为傅立叶变换,不妨设E=E0*exp(jwt-kz), B=B0*exp(jwt-kz) 在...全部
电磁场中的电场和磁场并不一定同步。 当电磁波在无耗介质中传播时,电场和磁场就会同步。 例如,电磁波在真空中或在理想的绝缘体中传播时,两者波峰和波谷同步。准确点说,就是两者同相。 又如,当电磁波在半导体或导体中传播时,两者则不同x相了,也就是说电场和磁场的波峰和波谷不同步了。
之所以如此,是因为在无耗介质中处处都有: 电荷密度等于0,电流密度等于0。 于是根据麦克斯韦方程,有: div(D)=0; div(B)=0; rot(E)=-dB/dt rot(H)=dD/dt 因为现实中多数波形都可以作为傅立叶变换,不妨设E=E0*exp(jwt-kz), B=B0*exp(jwt-kz) 在没有边界条件约束下,可解得E和B同相。
具体解法可参考电磁学教本,此处不详述。 -------------------------------------- 补充: 原来是高二的学生啊。我读高中的时候也是想过这个问题,因此我也知道你的困难:) 用初等方法来解释是比较困难的,但是我试着帮你解释吧。
首先,你要知道波是跟时间有关,而且也跟空间有关的。 物理书一定跟你说:变化的磁场产生变化的电场,继而又有变化的磁场之类的。 这样说没错,但是往往会令学生只考虑到空间某一点的电场或磁场随时间的变化,却忽略了磁场和电场在空间中也会传播,也就是说电磁场在空间中的变化。
实际上,时间上变化的磁场是跟空间中变化的电场有关的,而时间上变化的电场却跟空间中变化的磁场有关。 这两者互相制约,就产生了电波和磁波的同相关系。它们之间的制约关系是通过麦克斯韦方程联系起来的。
记着,是时间、空间的关系,而不单单是时间上的关系!千万不要理解为:电场随时间变化的速度慢了,于是就没有磁场了。你想想,稳衡电流(意味着导体内部的电场并不改变)一样会产生不随时间变化的磁场啊! 希望你能有所启发吧。
真正想了解电磁波,需要读读相对论才行,希望你努力吧!。收起