电磁波辐射原理与电动力学复习重点

"电动力学复习总结第五章电磁波的辐射2012答案.docx" 本资料主要涵盖了电动力学中的电磁波辐射这一主题，包括填空题、选择题和问答题，涉及了电磁场的基本概念、电磁波的产生、辐射机制以及相关计算。 1. 色散现象是指介质的折射率是频率的函数，这导致不同频率的光在介质中传播速度不同，进而影响光的传播特性。 2. 当电流密度为J=40xcost ez时，它激发的矢势A的一般表达式为A=40xcos(t - vr)eZ，其中v是波速，r是位置矢量。 3. 变化电磁场的场量E（电场）和B（磁场）与势A的关系分别是E=-∂A/∂t和B=∇×A，这是麦克斯韦方程的一部分。 4. 在真空中，电荷只有做加速运动时才能产生电磁辐射。如果电偶极矩的振幅不变，辐射频率由ω变为3ω，根据普朗克公式，偶极辐射总功率会变为原来的9倍。 5. 点电荷q在真空中产生的电磁场与电荷的时间函数q(t)和距离r有关，即E=q(t)/4πε₀r²，B=q(t)/(4πε₀cr²)，其中c是光速。 6. 自由空间中的电磁场矢势A和波矢K之间有关系，磁场的标势可以表示为-KA。 7. 对于一均匀带电圆环，电荷线密度为λ，绕轴线以角速度ω匀速转动，电偶极矩p=λ2πR²ω。 8. 电偶极子在过偶极子中心垂直于偶极距的平面方向辐射的能流最强。 9. 稳恒的电流不会产生电磁辐射，因为它们不产生变化的电场和磁场。 10. 电偶极子的电偶极矩对时间的一阶微商等于电流密度J(X, t)对体积的积分。 11. 短天线的辐射能力通常用辐射电阻来表征，它正比于天线长度与波长的比例。 12. 电偶极辐射场的电场与磁场（忽略高次项）之间的关系是Ec=Bn，表明电场与磁场垂直且与波的传播方向构成右手螺旋关系。 13. 当电磁波照射到物体表面时，会产生辐射压力，这是由于电磁场具有动量。 14. 达朗贝尔方程是电磁势的波动方程，要求满足拉格朗日规范条件，即∇·A = 0。 15. 做匀速直线运动的电荷只能产生恒定的电场和磁场，但不会产生电磁辐射。 16. 电磁场源激发的电磁场的传播不是瞬时的，而是以光速传播，场点的场由所有电荷电流在较早的时刻激发。 17. 若天线辐射角分布具有偶极辐射特性，则其电流分布应满足偶极子对称性。 问答题部分： 电磁波的产生主要是由于变化的电场和磁场相互激发。在微观层面，当一个电荷做加速运动时，例如在电路中，电荷的加速度会产生变化的电流，进而引起变化的磁场。这个变化的磁场又会在周围空间产生变化的电场，如此循环，形成电磁波。电磁波以光速传播，无需介质，可以在真空中传播。电磁波的能量和动量都是由电场和磁场的振荡携带的。