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天线的麦克斯韦方程的几个疑问
1.麦克斯韦方程组的第一个方程:▽×H=J+ε(аE/аt)中,变化的电流J要产生磁场(H1),电流J变化产生变化的电场E,变化的电场аE/аt要产生磁场(H2),所以方程中的H应该有H1和H2组成,这样理解对吗?
2.麦克斯韦方程组可归结为动电生磁和动磁生电,不管是动电生磁还是动磁生电,电场E和磁场H都应该是相位相差90度的,由坡印廷定理S=E×H,瞬时坡印廷矢量为虚数,应该不会有能量的辐射,如果不辐射能量,那么电磁波如何传播,矛盾!
1 "电流J变化产生变化的电场E" 这句感觉有问题 ,也有可能是我麦克斯韦方程忘得差不多了得错觉
2 近场是这样,耦合场,远场就不会有相位差,是传播场
第一个问题,J是传导电流,而ε(аE/аt)则表示位移电流。
回1楼:
1.我的理解是:变化的电流使导体上的电荷做往复运动,往复运动的电荷产生变化的电场。而且J和ε(аE/аt)产生H的物理本质是不相同的。
2.近场和远场同是满足麦克斯韦方程的,为何近场有相位差而远场却没有呢?
回2楼:
位移电流的本质就是电场和极化强度的变化率。
我的理解
第一个问题,J和aE/at是不同的两项,后者不是由前者产生的
第二个问题,可以找本天线的书看下,一般开头都有基本振子的推导,都分远近场的,近场确实不辐射实功率的,但是远场不一样。
回4楼:
1.aE/at若不是由J产生,那么aE/at是由什么产生?天线问题中,产生aE/at的只有两种:一是导体上变化的电流J(t)通过推动电荷往复运动产生,二是导体上变化的电流产生变化的磁场H(t)(通电导线产生磁场的本质原因是安培分子环流假说),变化的磁场再产生E(t)。归根结底aE/at产生的源头还是J。但是产生的机理却完全不一样。
总结一下我的观点是:导体在刚通电的瞬间J(t)同时产生H(t)和E(t),但是产生的机理完全不同。
2.近场电场与磁场相位差90度,而远场电场与磁场相位差为0,这个大家都知道,天线书上仅仅是通过对kr》1(或kr《1)近似分析得来,但反映在具体的物理意义上,这又是一个怎样的过度过程呢?
补充:不论是近区场还是远区场都要满足麦克斯韦方程组,根据麦克斯韦方程组推导出来的E和H就是有90度的相位差,这就和我们熟知的规律(近场电场与磁场相位差90度,而远场电场与磁场相位差为0)矛盾,我提出第二个问题的目的是想知道究竟是哪里推导或理解错了,导致这个矛盾的出现?
哈哈,搞清楚了,不好意思,大脑短路了一会儿!
还是晕,那位大侠能结合麦克斯韦方程给我讲讲天线的详细的辐射过程?最关键的讲明白为什么近区场E和H相位差90度,而远区场相位差为0.
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