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词条 电磁辐射
类别 中文百科知识
释义

电磁辐射dianci fushe

振动的电荷和电流系统以及任意加速运动的带电粒子向外辐射电磁波的过程。例如天线辐射,原子和原子核辐射,电子的回旋辐射和韧致辐射。按照麦克斯韦电磁理论,变化的磁场在其周围空间激发电场;变化的电场在其周围空间激发磁场,因此在空间某处有电荷的加速运动(振动过程属于加速运动)或电流随时间的变化所引起的电磁场的扰动都会向四周传播出去。偶极振子的辐射是电磁辐射的典型例子。理论分析表明,偶极振子的场是极为复杂的。磁场矢量H中包含1/r2、1/r的项,电场矢量E中包含1/r3、1/r2、1/r的项,r为振子到场点的矢径。在r≪λ(波长)的条件下,磁场的主要分量是1/r2项,电场的主要分量是1/r3项,在这一近似条件下,近区场(r≪λ)其磁场由交变电流元i(t)l的瞬时值根据毕—萨定律所决定的场相同;近区场的电场和瞬时电矩p(t)按库仑定律激发的电场相同。也就是说,近区场的主要成分与稳恒场相同,只不过场随场源随时间做同步变化。理论分析还表明,近区场的这一主要部分,其磁场与电场的位相差π/2,而通过空间一点的能流密度(矢量)(见“能流密度矢量”)由该点的E和H的矢量积所决定,由于E和H位相差π/2,在一个周期内通过一点的能流密度的平均值等于零。这表明,对这部分场而言,没有能量辐射出去,为非辐射场。 偶极振子远区(r≫λ)的场,E和H同位相,通过该点的能流密度S=EH=1/2EmHm(Em、Hm为幅值),沿电磁波传播方向辐射出去,这部分场是辐射场。
经典电磁理论能够完全解决天线的辐射问题。但在其他情况下,经典理论将显示出它的局限性,例如,根据经典理论,任何加速运动的电荷都要辐射电磁能,因此,在原子中作加速运动的电子将会由于电磁辐射而不断损失能量,这与原子的稳定性相矛盾。这个矛盾须用量子理论来解决。尽管如此,对于运动电荷的辐射以及原子及原子核的辐射,经典理论仍然可以说明它们的某些基本特征,有时还能给出较好的定量结果。

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更新时间:2025/9/28 10:12:40