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Company LOGO 谢双媛 同济大学物理科学与工程学院 电动力学 Electrodynamics TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛 第2页

第五章 电磁波的辐射 §1 电磁场的矢势和标势 §2 推迟势 §3 电偶极辐射 §4 磁偶极辐射和电四极矩辐射 §5 天线辐射 §6 电磁波的衍射 §7 电磁场的动量 TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛 第3页

第五章 电磁波的辐射 §1 电磁场的矢势和标势 §2 推迟势 §3 电偶极辐射 §4 磁偶极辐射和电四极矩辐射 §5 天线辐射 §6 电磁波的衍射 §7 电磁场的动量 TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛 1.

高频电流分布的磁偶极矩和电四极矩 2. 磁偶极矩辐射 3. 电四极矩辐射 第4页§4 磁偶极辐射和电四极矩辐射 内容概要第4页TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛

一、高频电流分布的磁偶极矩和电四极矩 矢势的展开式为 例: 图(a)线圈中没有净电荷,电流 闭合,??J=0,纯磁多极矩. (b)中电 流不闭合,有电多

(四)极矩. I (a) I -Q +Q +Q -Q (b) 第5页TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛 标量 数 张量 对称 反对称 第6页TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛 第二项: 该项辐射是磁偶极辐射. 第一项: 该项辐射是电四极矩的辐射. 第7页TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛 磁偶极辐射势 电四极矩辐射势 即磁偶极辐射和电四极辐射是在 的展开式中同一级项中出现. 至此, 的展开式第二项的物理内容为: 第8页TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛

二、磁偶极辐射 电偶极辐射场: 这代换反映麦克斯韦方程组的电磁对称性. 第9页TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛 总辐射功率 磁偶极辐射的能流密度 电偶极辐射 磁矩的振幅 极角(以m方向为极轴) 第10页TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛 小线圈的辐射能力比短天线更低. 电流线圈的磁矩为 因此磁偶极辐射比电偶极辐射小数量级 当电流I0 不变时, 辐射功率 辐射功率 例题 电流线圈半径为a,激发电流振幅为I0,角频率为?, 求辐射功率. 解: 第11页TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛

三、电四极辐射 定义矢量 辐射区电磁场为 第12页TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛 辐射平均能流密度 辐射功率 电四极辐射与磁偶极辐射同级 辐射角分布取决于 比电偶极辐射小数量级 设电荷分布区域线度为 l 第13页TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛 该体系的电四极矩张量为 辐射角分布取决于因子 +Q +Q -2Q l l 例题 求图中电四极子以频率?振荡时的辐射功率和角分布. 解: 第14页TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛 电四极辐射和磁偶极辐射同数量级 第15页TONGJI UNIVERSITY 电动力学

第五章 电磁波的辐射 谢双媛 辐射功率为: 第16页