电动力学五四磁偶极辐射和电四极辐射PPT课件.pptx

这份PPT课件主要讲解了电动力学中的两个重要概念：磁偶极辐射和电四极辐射。在电动力学中，辐射是由电荷或电流的动态变化产生的电磁波。这两种辐射类型是基于电荷和电流分布的不同特性。 讨论的是磁偶极辐射。在恒定或交变情况下，电流分布会产生磁场。当电流分布是闭合的，例如在线圈中，电流不随时间改变方向（即没有净电荷积累），这种电流分布产生的辐射被称为纯磁多极辐射。例如，当线圈中的电流以相同振幅和相位振荡时，线圈不带电，此时的辐射就是磁偶极辐射。磁偶极辐射的电磁场可以通过麦克斯韦方程组进行计算，并且可以通过特定的代换从电偶极辐射的解中推导出来，反映了麦克斯韦方程组的电磁对称性。辐射功率的计算与磁矩的振幅和角频率有关。 电四极辐射的介绍涉及到电流分布与电荷分布的关系。在某些系统中，如四个导体球通过细导线相连且导线上有振荡电流时，会在导体上形成交替的正负电荷，导致电四极矩的出现，进而产生电四极辐射。电四极矩是比偶极矩更高阶的电场分布，其辐射特性不同于偶极辐射。电四极辐射的电磁场表达式包含了电四极矩的贡献，可以使用张量分解方法来处理。 在辐射区的电磁场计算中，通常会涉及积分分离，将磁矩和电四极矩的贡献分开。对于磁偶极辐射，通过积分可以得到系统的磁矩，并由此计算出辐射功率。同样，电四极辐射的功率计算也涉及电四极矩的积分。举例来说，一个由两对导体构成的系统，当导线上的电流反向变化时，可以产生电四极矩，从而产生电四极辐射。 这份课件详细探讨了磁偶极辐射和电四极辐射的概念、产生条件以及它们在电磁场中的表现。通过具体的例子和数学表述，展示了如何计算这些辐射类型的功率，并强调了不同几何结构下的电流分布对辐射性质的影响。这对于理解电磁波的产生机制以及在通信、天线设计等领域的应用至关重要。