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电磁场考考试试题及答案
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电磁场考考试试题及答案
官方公共微信关于同相位电磁场位于不同空间点情形的讨论；肖军；（郑州，黄河科技信息学院）；[摘要]本文从三个方面证明了电磁波在传播过程中，；[关键词]电磁场、横向磁场、横向电场、相位、能量；?我们知道，若将电磁波传播方向视为纵向，与其垂直；方向传播的横向电磁场，通过令???E?E??E/；由Maxwell场方程???B??E??0?t?；??E??Ecos?kz??t?（
关于同相位电磁场位于不同空间点情形的讨论
（郑州，黄河科技信息学院）
[摘要]本文从三个方面证明了电磁波在传播过程中，同一坐标点处的横向电场和横向磁场的相位是相差?/2，同相位的横向磁场和横向电场是分别位于坐标相差?/4的两点上。由此得知，位于同一点处的横向电场和横向磁场能量密度之和为常量，这说明电磁场在传播过程中满足能量守恒定律。
[关键词] 电磁场、横向磁场、横向电场、相位、能量守恒
?我们知道，若将电磁波传播方向视为纵向，与其垂直方向为横向，对于沿z
方向传播的横向电磁场，通过令 ???E?E??E//???
（1） B?B??B//
由Maxwell场方程 ???B??E??0?t???E??B??0?0?0
（2） ?t???E?0???B?0
??E??Ecos?kz??t?
（3） ??B??Bcos?kz??t?解出的同相位横向电磁场是
这个结果似乎表明，同相位的横向电磁场一定是位于同一坐标点上，其实不然。位于不同坐标点上的同相位横向电磁场也同样可以满足Maxwell场方程，下面就从三个方面来讨论。
1、从能量守恒方面考虑
以电偶极子辐射的电磁场为例，见图1所示，在闭合环路上的任意点处电
?偶极子辐射的闭合电场E的绝对值都相同，而方向是在不断发生改变，若令闭合
??环路是沿z方向传播，在闭合环路上的任意点处的电场E可分解为沿纵向和横向
???E?E??E//
?其中沿垂直于z方向上的横向电场分量是
??E??Ecos(kz??t)
?沿平行于z方向上的纵向电场分量是
??E//?Esin(kz??t)
??显然，在电磁波的传播过程中，E?和E//之间
的强度是随着时间t和传播距离z的改变而发
?生周期性变化，但其矢量和始终是等于E即恒满足于（4）式矢量关系式。
?由于横向电场E?是与电子运动方向相同，它不能激发磁场，在电磁波传播
过程中，它始终是以横向电场形式存在。横向电场的能量不会转换为横向磁场能量。
?纵向电场E//则不同，纵向电场能够激发磁场，它的能量可以全部转换为横
向磁场能量，并以
??B??Bsin(kz??t)
的形式存在于空间中，式中B?。
由（5）、（7）两式知，在同一点处横向电场和横向磁场
??E??Ecos(kz??t)
（8） ??B??Bsin?kz??t?
的相位是相差?/2。而在坐标相差?/4两点处的横向电场和横向磁场
??E??Ecos(kz??t)??
（10） B??Bsin??k?z??/4???t??
??才是同相位。式中E?是t时刻在z坐标点处按余弦规律变化的横向电场；B?是t时
刻在?z??/4?坐标点处按正弦规律变化的横向磁场，两场量尽管不在同一坐标点上，但它们的相位相同，它们能够同时达到最大值或最小值。
2、从场方程的旋度要求来考虑
以往人们误认为，满足场旋度方程
???B??E??0?t
（11） ???E??B??0?0?0?t
的电磁场是同相位，并且一定是位于空间同一点处，见图2所示，其实，对于不在同一点处的电磁场，见图3所示，不仅可以是同相位，而且也同样能够满足场
????????B?Bcoskz??t
???Ea?Emcos(kz??t)?k?z??/4???t??amEa?Em
b??Ba?Bm?a?Bmsin(kz??t) 图2
同相位的电磁场位于同一空间点情形
同相位的电磁场位于不同空间点情形 旋度方程要求。（10）式给出的同相位电磁场就是坐标相差?/4两点处的横向电 场和横向磁场，把（10）式代入（11）式，并利用
??kz??/4??t???????kz??t??k??z?z
（12） ??k?z??/4???t???kz??t????????t?t
?z??B?sin??k?z??/4???t??
?z??B?cos?kz??t?
?kBsin?kz??t?
1?ExE?cos?kz??t??E?2?2sin?kz??t?
（14） c2?tc?tc
（15） 1?Ex
（16） c2?t
可见，不在同一点处的同相位电磁场同样可以满足场方程的旋度要求。
3、从法拉第电磁感应公式的积分范围方面考虑
由法拉第电磁感应定律可得到，对于穿过任意大小曲面S随时间变化的磁场??B，在曲面边界处导线上将感应闭合电场E，并满足
????B?E?dl????L?S?t?dS
其中S是以闭合导线长度L为边界围绕的任意大小曲面面积。见图4所示。由斯
托克斯公式把（17）式写成
????B???E?dS????dS
（18） S?t??S?
形式后可看出，当S?0时，有 ???B??E??
??成立，此时的E和B是位于同一坐标点上。对于周期性变化的电磁场则不同，其
?感应闭合电场E不是由穿过闭合面积S磁通量变化产生，而是由谐振动电子导致
的感应闭合感应电场，这个感应闭合电场所在处并没有闭合导线存在，由感应闭
?合电场E围绕的闭合环路面积也并非能够趋于零。从图4可看出，闭合电场环路
??路径L在波前传播方向上的投影长度是波长?的二分之一，即L?z0??/2，这是
横向电场最大值和最小值两坐标点之差，在横向电场为零位置才是纵向电场最大值位置，也是最大横向磁场所在位置。由此可知，对于电磁波而言，（19）式中
??的同相位电场E和磁场B并不在同一点上，而是分别位于坐标相差?/4的两坐标
点上，在同一点上的电磁场相位是相差?/2。这和前面得到的结论相同。
总之，电磁波在传播过程中，同一坐标点处的横向电场和横向磁场
??E??Ecos(kz??t)
（20） ??B??Bsin(kz??t)
不是同相位。同相位的横向电磁场应是分别位于不同两点上，这是因为横向磁场是纵向电场的不同表现形式，而在同一点处的纵向电场与横向电场的相位又是相差?/2。所以，同相位的横向磁场和横向电场必定是分别位于坐标相差?/4的两点上。尤其需要指出，位于同一点处相位相差?
/2的横向电场和横向磁场能量密
度之和为常量，这也说明电磁场在传播过程中是满足能量守恒定律。由此结论在
??文献[1]中曾证明，以速度u运动光源沿波矢k0方向上辐射的电磁波其波前在空间
中的传播速度是
这是应用上述结论导出的重要结果，它将会导致近代物理时空观的重大改变。 参考文献
[1]肖军，统一场及动体电磁学理论，哈尔滨工程大学出版社出版，2008。
三亿文库包含各类专业文献、外语学习资料、中学教育、专业论文、幼儿教育、小学教育、应用写作文书、31关于同相位电磁场位于不同空间点情形的讨论等内容。　
　关于电磁波 电场和磁场相位差的探讨 关于电磁波中电场和磁场相位差的探讨 电磁 相位肖 军 r 由麦克斯韦场方程知道, 空间中变化的磁场 B 可以在其周围的空间产生... 　点仅在于都可以在空间激发磁场,但二者本质 是不同...近区场的电场与磁场之间有 90° 的相位差,平均波...可见, 对于垂直入射面极化的情形,两种媒质有一种... 　下列不属于电磁学三大实验定律的是: ( A ) A、...关于静电场,下列说法中 (1)由空间位置固定的电荷...11、等相位面上电场和磁场的方向、振幅都保持不变... 　电磁场是分布在三维空间的矢量场,矢量分析是研究电磁...第四章时变电磁场 在时变的情况下,电场和磁场互相...电场强度 E 和磁场 强度 H 的方向、振幅和相位都... 　恒流磁场是有旋场,即在有电流分布的空间任意点磁场...等相位面移动的速度为电磁波的相速度。电磁波的等...2,即φ x-φ y≠0、π、±π /2 的一般情况... 　1.在自由空间,均匀平面波电场和磁场相位差 在自由空间...则其所 三种情况 产生的电场强度大小为___。8.磁通...6.电磁波 点推进的速度称为电磁波的相速度。 .... 　时变场源引起的电磁场能在空间中传播 D、恒定电场情况下,能量是通过电荷在...电磁波的相速与频率无关 C、电场与磁场的振幅改变 B、电场和磁场同相位 D、... 　同相位; 4)电磁波的相速与频率无关; 5)电场能量...设均匀平面电磁波向+Z 方向传播,则一般情况下其...?? 在导电媒质中, 电场和磁场在空间中不同相。 ... 　定理的讨论正确的有( ) A. 空间任意点静磁场的...( ) A. 在时变场情况下,磁场仍然是有旋场,但...磁场方向垂直且都垂直于传播方向 C. 电场相位与磁场...LC振荡电路电磁波电场和磁场相位关系讨论--《湖南中学物理》2011年07期
LC振荡电路电磁波电场和磁场相位关系讨论
【摘要】：电磁波在传播过程中E和B同相,而在波源——振荡偶极子处(?)和(?)存在π/2的相位差。本文研究并讨论了偶极辐射过程中的E和B相位差变化的原因,从而解决此问题。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：G634.7【正文快照】：
一、提出问题是推迟势公式由达朗贝尔方程【‘〕电磁学中电磁波辐射的源头一一一去C振荡电路，其中电场E和磁场B的相位相差汀/2。在LC振荡电路中，若设某一时刻，电容器极板上的电量q，电流为i，则口=QO eos(叮+中。)①_。代1日ZA二v‘A一二;二下二，二一拜。J七一口一t-得出
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【参考文献】
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李桓;陈埒涛;宋永伦;陈志翔;;[A];第十一次全国焊接会议论文集（第2册）[C];2005年
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电磁波中电场与磁场是否有相位差高中物理教材中的那副图没有，是同步的，但根据原理我认为有1楼，但是是变化的场产生另一个场，变化速度决定长强，所以应该是在一个场最弱的时候产生的另个场最强啊，请帮我解释一下，感激不胜! 2楼，在场强为0的时候，能量是什么形式（不是场的形式了），难道没有了吗？
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同步的，没有相差，方向互相垂直。 ===========================================================================1楼，但是是变化的场产生另一个场，变化速度决定长强，所以应该是在一个场最弱的时候产生的另个场最强啊，请帮我解释一下，感激不胜! 2楼，在场强为0的时候，能量是什么形式（不是场的形式了），...
应该是同步的。（见图）电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变，其强度与距离的平方成反比，波本身带动能量，任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。
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