电磁波传播Electromagnetic wave
变化的电场与磁场,手拉手飞向远方。
E = E₀ sin(kx − ωt) B = E / c c = λf大学物理
蓝色:电场 E,绿色:磁场 B
E = E₀ sin(kx − ωt) B = E / c c = λf
由麦克斯韦方程组,变化的电场产生磁场、变化的磁场产生电场,两者相互激发,以光速 c 在空间中传播。平面电磁波是横波:电场 E、磁场 B 与传播方向两两垂直,且同相振荡,大小满足 B = E/c。平均能流密度 I = E₀²/(2μ₀c)。
λ波长(m)E₀电场振幅(V/m)
t = 0.00 s
速度
频率149.9MHz
磁场振幅16.7nT
平均能流密度33.2mW/m²
某一时刻的 E 与 cB 沿传播方向分布
两条曲线完全重合:电场与磁场同相,且 cB 与 E 大小相等。
想一想
电场振幅为 5 V/m 时,磁场振幅是多少?
B₀ = E₀/c = 5 / (3 × 10⁸) ≈ 1.67 × 10⁻⁸ T,即约 16.7 nT。磁场数值虽小,但它携带的能量与电场相等。
模型条件真空中的平面简谐波 · 线偏振 · 画面中传播速度已大幅放慢
实验记录
调好参数后点“记录当前数据”。多记几组不同参数的数据,就能画出它们的关系并做直线拟合;暂停后在不同时刻记录,还可以研究读数随时间的变化。