電磁場與電磁波重要例題、習(xí)題復(fù)習(xí)資料

1、1電磁場與電磁波易考簡答題歸納電磁場與電磁波易考簡答題歸納1、什么是均勻平面電磁波？什么是均勻平面電磁波？答：平面波是指波陣面為平面的電磁波。均勻平面波是指波的電場和磁場只沿波的傳播方向變化，而在波陣面內(nèi)和?E?H?E?H的方向、振幅和相位不變的平面波。2、電磁波有哪三種極化情況？簡述其區(qū)別。電磁波有哪三種極化情況？簡述其區(qū)別。答：（1）直線極化，同相位或相差；2）圓極化，同頻率，同振幅，相位相差或；（3）橢圓極化，振幅相位任?180?

2、90?270意。3、試寫出正弦電磁場的亥姆霍茲方程（即亥姆霍茲波動方程的復(fù)數(shù)形式）試寫出正弦電磁場的亥姆霍茲方程（即亥姆霍茲波動方程的復(fù)數(shù)形式），并說明意義。，并說明意義。答：，式中稱為正弦電磁波的波數(shù)。002222??????????HkHEkE???22?k意義：均勻平面電磁波在無界理想介質(zhì)中傳播時(shí)，電場和磁場的振幅不變，它們在時(shí)間上同相，在空間上互相垂直，并且電場、磁場、波的傳播方向三者滿足右手螺旋關(guān)系。電場和磁場的分量由媒質(zhì)決定

3、。4、寫出時(shí)變電磁場中麥克斯韋方程組的非限定微分形式，并簡述其意義。寫出時(shí)變電磁場中麥克斯韋方程組的非限定微分形式，并簡述其意義。答：?????????????????????????????????????????EHtHEtEJH)4(0)3()2()1(物理意義：A、第一方程：時(shí)變電磁場中的安培環(huán)路定律。物理意義：磁場是由電流和時(shí)變的電場激勵的。B、第二方程：法拉第電磁感應(yīng)定律。物理意義：說明了時(shí)變的磁場激勵電場的這一事實(shí)。C、第

4、三方程：時(shí)變電場的磁通連續(xù)性方程。物理意義：說明了磁場是一個旋渦場。D、第四方程：高斯定律。物理意義：時(shí)變電磁場中的發(fā)散電場分量是由電荷激勵的。5、寫出麥克斯韋方程組的微分形式或積分形式，并簡述其意義。寫出麥克斯韋方程組的微分形式或積分形式，并簡述其意義。答：（1）微分形式（2）積分形式物理意義：同第4題。6、寫出達(dá)朗貝爾方程，即非齊次波動方程，簡述其意義。寫出達(dá)朗貝爾方程，即非齊次波動方程，簡述其意義。答：，?????????JtAA

5、???222??????????????222t物理意義：激勵，源激勵，時(shí)變源激勵的時(shí)變電磁場在空間中以波動方式傳播，是時(shí)變源的電場輻射過程。?J?A??7、寫出齊次波動方程，簡述其意義。寫出齊次波動方程，簡述其意義。答：，0222???????tHH??0222???????tEE??物理意義：時(shí)變電磁場在無源空間中是以波動方式運(yùn)動，故稱時(shí)變電磁場為電磁波，且電磁波的傳播速度為：???1?p8、簡述坡印廷定理，寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式及其物理

6、意義。簡述坡印廷定理，寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式及其物理意義。答：（1）數(shù)學(xué)表達(dá)式：①積分形式：，其中，，稱為坡印廷矢量。???????????????????dEdEHtSdSS222)2121(?????HES?????????????????????????????????????DBtBEtDJH)4(0)3()2()1(??????????????????????????????????????????????qSdDldBSdtBld

7、ESdtDJldHSSSlsl)4(0)3()2()()1(3電場與磁場的振幅比，即本征阻抗：，電場能量密度：，磁場能量密度：?????yxHE221Ewe??22Hwm??二者滿足關(guān)系：emwEHHw????222222?????1414、試寫出麥克斯韋位移電流假說的定義式，并簡述其物理意義。、試寫出麥克斯韋位移電流假說的定義式，并簡述其物理意義。答：按照麥克斯韋提出的位移電流假說，電位移矢量對時(shí)間的變化率可視為一種廣義的電流密度，稱

8、為位移電流密度，即。物理意義：位移電流一樣可以激勵磁場，即變化的電場可以激勵磁場。tDJd?????1515、簡述什么是色散現(xiàn)象？什么是趨膚效應(yīng)？簡述什么是色散現(xiàn)象？什么是趨膚效應(yīng)？答：在導(dǎo)電媒質(zhì)中波的傳播速度隨頻率變化，這種現(xiàn)象稱為色散現(xiàn)象。導(dǎo)電媒質(zhì)中電磁波只存在于表面，這種現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)，工程上常用穿透深度（m）表示趨膚程度，?16.16.相速度和群速度有什么區(qū)別和聯(lián)系？相速度和群速度有什么區(qū)別和聯(lián)系？答：區(qū)別：相速度是波陣面移動

9、的速度，它不代表電磁波能量的傳播速度，也不代表信號的傳播速度。而群速度才是電磁波信號和電磁波能量的傳播速度。聯(lián)系：在色散媒質(zhì)中，二者關(guān)系為：，其中，為相速度，為群速度。在非色散媒質(zhì)中，相速度不隨頻?????ddppg??11p?g?率變化，群速度等于相速度。1717、寫出真空中安培環(huán)路定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，說明它揭示的物理意義。、寫出真空中安培環(huán)路定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，說明它揭示的物理意義。答：，它表明在真空中，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿任意回路的環(huán)量等于真

10、空磁導(dǎo)率乘以與該回路相交鏈的電流的??????IldBC0?代數(shù)和。1818、寫出電荷守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，說明它揭示的物理意義。、寫出電荷守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，說明它揭示的物理意義。dVtSdJVS??????????答：電荷守恒定律表明任一封閉系統(tǒng)的電荷總量不變。也就是說，任意一個體積內(nèi)的電荷增量必定等于流入這個體積的電荷量。1919、簡述分界面上的邊界條件、簡述分界面上的邊界條件答：（1）法向分量的邊界條件A、的邊界條件，若分界面

11、上，則?DSDDn???????)(210?S?0)(21??????DDnB、的邊界條件?B0)(21??????BBn（2）切向分量的邊界條件A、的邊界條件?E0)(21??????EEnB、的邊界條件，若分界面上，則?H???????SJHHn)(210??SJ0)(21??????HHn（3）理想導(dǎo)體（）表面的邊界條件???，?????????????????????????????????????00)4(00)3(00)2(