3电磁波作业2

第十二章

电磁波

(一)选择题 1. 某广播电台的天线可视为偶极辐射，原发射 频率为 ,若将发射频率提高到4 ,其辐射强度 为原来的( )倍。 A. 16 B. 8 C. 32 D. 2562. 在某广播电台附近电场强度的最大值为Em, 则该处磁感应强度最大值为()(式中c为光速)

A. Em c B. c Em

2

2

C . Em c D. cEm

3. 一功率为P的无线台，A点距电台为rA,B点距电台 为rB,且rB=2rA ,若电台沿各方向作等同辐射，则场 强幅值EA:EB为( )

A:2:1

B:4:1

C:8:1

D:16:1

4. 设在真空中沿着z轴负方向传播的平面电磁波，其磁 场强度的波表达式 H x H0 cos ( t z c ) 为，则电场 强度的表达式为( ) A: E y B: C: D:

0 0 H0 cos ( t z c ) E x 0 0 H0 cos ( t z c ) E y 0 0 H0 cos ( t z c ) E x 0 0 H0 cos ( t z c )

y H S

x z E

5. 在均匀媒质中，沿 r 方向传播的平面电磁波的方程为 E E0 cos ( t r u), H H0 cos ( t r u) 则其振幅 E0 、H 0 与平均能流密度 S 的关系为A. E0 H0 ; S E0 H0C.

B.

E0 H0 ; S E0 H01 0 E0 0 H 0 ; S E0 H 0 2

1 E0 H 0 ; S E0 H 0 D. 2

6. 关于电磁波和机械波的性质比较，下列说法不正确 的是( ) A. 都可以在真空中传播；B. 都可以产生衍射、干涉现象； C. 都是能量由近及远地向外传播； D. 都能产生反射、折射现象。

(二)填空题横 1. 一列平面电磁波，在真空中传播，则它是_____波， 1 0 0 波速c=________,空间在一点的电场强度 E 和磁场强 度 H 的方向________;位相_________。 垂直 相同 2. 一广播电台的平均辐射功率20kw,假定辐射的能量均 匀分布在以电台为球心的半球面上，那么距离电台为 10km处的电磁波的平均辐射强度为_________。 1 20π 1 3. 一列电磁波的波长为0.03m,电场强度幅值 30 Vm, 1×1010 则该电磁波的频率为________Hz,其磁感应强度B的幅 值为_________T,平均辐射强度为_________W· -2。 m 1.5×10-6 1×10-7

注： c/

H 0 E0 /c

1 S E0 H 0 2

4. 一列电磁波在真空中沿z轴传播，设某点的电场强度为 π E x 900cos(2π t )V m-1 6 则该点的磁场强度的表达式为____________________。 0 π H y 900 cos(2π t )V m-1 6 0 5. 有一氦氖激光器发出的功率为10mV的激光，设发出 的激光为圆柱形光束，圆柱横截面的直径为2mm,则 激光束的坡印亭矢量的平均值为__________。

6. 在电磁波传播的空间中，任一点的 E 和 H 右手关系 的方向及波传播的之间的关系是_________。

P 3 注： 2 3.18 10 (SI) S = πr

7. 坡印廷矢量 S 的物理意义是____________________

, S E H 其定义式为________________________________。在单位时间内通过垂直于电磁波传播方向单位面积的能量

8. 一电磁波在空气中通过某点时，该点某一时刻的电 场强度E=100V/m,则同时刻的磁场强度H=_______, 0.266A/m 8.9 10-8 J/m 3 2.66W/m 2 电磁能密度w ___________,能流密度S ___________。 9. 在真空中传播的平面电磁波，在空间某点的磁场强 π 度为 H 1.2cos(2π t )(SI) π 3 2 E 4.52 10 cos(2π t 则该点的电场强度为_______________________)(SI) 3 12 -1 真空的介电系数 0 8.85 10 F m 真空磁导率

0 4π 10 7 H m-1

(三) 计算题1. 有一氦氖激光器，它所发射的激光功率为10mW,设 发射的激光为圆柱形光束，圆柱截面的直径为2mm,试 求激光的最大电场强度和磁场强度。解： P 10 10 3W r 10 3 m P 10 10 3 104 2 S W/m 6 S π 10 π

1 1 0 2 S E0 H0 E0 E0 2c 0 S 2 2 0 3 1.55 10 V/m B0 E0 H0 4.11A/m 0 c 0

E 1、一频率为100MHz的正弦均匀平面波， E y j 在 r 4, r 1 的理想介质中，沿X轴正向传播。当 10-4 Vm-1 当t=0,x=1/8m时，电场的最大值为 求(1)波长、波速(2)写出 E 和 H 的瞬时表达式 -8 (3)当 t=10 s 时，E 为最大正值的位置。解：(1)

u

1

c

r r

1.5 10 m / s8

uT

u

1.5m

T

1

10 8 s

(3)t=10-8 s 刚好是一个周期，所以最大值位置应为

x=1/8+1.5=1.625m

x -1 (2)设Ey E0sin[ (t )+ ]V m u

1 当t 0, x 时， 8 1 8 2 10 8 )+ ]=10 4 V m-1 E max E0sin[ 0 8 1.5 10 sin( ) 16

2 4 -1 = , E0 =10 V m 3x 2 Ey 10 sin[2 10 (t )+ ] 8 1.5 10 3 4 8

V m

-1

2. 已知在某一各向同性介质中传播的线偏振光，其电 x 15 场分量为 Ez E0cosπ 10 ( t )(SI) 0.8c 式中 E0 0.08V/m, c为真空光速。试求 (1)介质的折射率； (2)光波的频率； (3)磁场分量的幅值； (4)平均辐射强度。 c c 解： (1) n 1.25 u 0.8c (2) 2π π 1015 5 1014 Hz

E0 E0 (3) H0 1 0 4π 10 7 H/m u 0.8c 4 H0 2.65 10 A/m 1 (4) S E0 H 0 1.06 10 5 W/m 2 2