關於電磁場與電磁波的問題

1樓：匿名使用者

散度（divergence）的概念

div f=▽·f 在向量場f中的任一點m處作乙個包圍該點的任意閉合曲面s，當s所限定的區域直徑趨近於0時，比值∮f·ds/δv的極限稱為向量場f在點m處的散度，並記作div f

由散度的定義可知，div f表示在點m處的單位體積內散發出來的向量f的通量，所以div f描述了通量源的密度。

散度的重要性在於，可用於表徵空間各點向量場發散的強弱程度，當div f>0 ，表示該點有散發通量的正源；當div f<0 表示該點有吸收通量的負源；當div f=0，表示該點為無源場。

坡印亭向量poynting vector

電磁場中的能流密度向量。電磁波在空間傳播，任一處的能流密度s等於該處電場強度e和磁場強度h的矢積，即

s＝e×h坡印亭向量s的方向是電磁波傳播的方向，即電磁能傳遞的方向，e、h、s彼此垂直構成右手螺旋關係；s代表單位時間流過與之垂直的單位面積的電磁能，單位是瓦／公尺2。

電磁波中e、h都隨時間迅速變化，s是電磁波的瞬時能流密度。它在乙個週期內平均值稱為平均能流密度，對於簡諧波，其中e0 ，h0 分別是e 、h的振幅，因，故，即電磁波的平均能流密度正比於電場或磁場振幅的平方。

根據能量守恆定律，某體積內電磁能的減少〔電磁場的能量密度為，其體積分就是電磁能〕，一部分轉化為其他形式的能量，另一部分為通過介面流出去的電磁能。這也正是麥克斯韋方程組的結果。電磁場的能量密度和能流密度對於空間分布的電磁場處處貯存著的電磁能及其流動提供完整的描述。

實際上，即使在直流電路中，電源中的能量也並不是通過電流沿導線內部傳輸到負載電阻去的，而是通過周圍空間的電磁能流從側面輸入負載的。在交流電路中，在各種電磁耦合的器件中，在電磁波的傳播以及電磁輻射中，電磁場的能量都是通過能流的形式傳播的。