需要先学习的内容电磁振荡与电磁波静电力与电场

麦克斯韦方程组与光的速率

从描述电与磁的4⁠个方程推导出在真空中传播的波。振幅不同的2⁠列电磁波从同一位置同时开始传播。

電場の振幅を2⁠倍にすると、波の速さは何倍か?

用公式解释现象

  1. 1求穿过闭合曲面的电通量∮ E · dS=⁠Qε₀……
  2. 2将穿出小盒子的净电通量除以其体积∇ · E=⁠ρε₀……
  3. 3由穿过闭合曲面的磁通量求磁场的散度∇ · B=⁠0……
  4. 4用电场的旋度表示电磁感应定律∇ × E=⁠−∂B∂t……
  5. 5用旋度表示恒定电流产生的磁场恒定电流的情况:∇ × B=⁠μ₀ J……
  6. 6将恒定电流的公式用于充电过程,找出矛盾∇ · (∇ × B)= 0 ≠μ₀ ∇ · J……
  7. 7加入位移电流密度,推广到随时间变化的情况∇ × B=⁠μ₀ J+⁠μ₀ ε₀ ∂E∂t……
  8. 8在真空中,对电场方程再取一次旋度∇ × (∇ × E)=⁠−μ₀ ε₀ ∂²E∂t²……
  9. 9利用矢量恒等式得到波动方程∂²E∂t²=⁠(1μ₀ε₀) ∇²E……
  10. 10用字母A⁠表示振幅,代入波动方程Ey = A f(x − c t):c 与 A 无关……
  11. 11将极化效应计入介电常数ε⁠,求出波速v=⁠1√(ε μ₀)=⁠c√εr……
  12. 拓展:网格计算与能量
  13. 12在网格上求解∂Bz∂t = −∂Ey∂x⁠,∂Ey∂t = −c² ∂Bz∂x……
  14. 13求电磁波的能流S = E × Bμ₀⁠、|S| = ε₀ c |E|²(真空中的平面行波)……