电磁波中和的初相位并非相同.doc

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1、电磁波中和的初相位并非相同肖军我们知道电磁波的传播速度与电场和磁场有关系式（1）将上式两边同乘以可得（2）若假设同相位的电场和磁场是分别按（3）规律变化，由于（4）（2）式又可写成形式为（5）由此可知，有（3）式解的麦氏方程组应是（6）综上可知，电磁波中的电场和磁场是同相位，还是相差，关键是要看它们是满足（7）还是满足（8）如果电磁波中的电场和磁场是满足（7）式，把（9）代入（7）式，可得到（10）显然，若（10）式能与麦氏场方程相容，就必有（11）也即有（12）此时的电场和磁场是同相位。如果电磁波中的

2、电场和磁场是满足（8）式，把（9）式代入（8）式，可得到（14）显然，若（14）式能与麦氏场方程相容，就必有（15）及（16）把（15）式代入（9）式中，可知（17）也即有（18）此时电场和磁场的相位是相差。而且任意瞬间电磁波的能量密度恒等于电磁波能量密度的平均值，即（19）电磁波的能流密度平均值为（20）或（21）关于电磁波中的电场和磁场非同相位也可以这样证明：由麦氏场方程知道，电场和磁场的峰值有如下关系，（22）与电磁场的能量密度有关系式（23）由（22）（23）两式可知（24）显然，只有令（25）

3、才能够得到（26）比较（26）、（23）两式又可得到（27）另外，由（23）式还知（28）其中（29）同理可证（30）可见，对于电磁波，其电场（或磁场）都要写成复数形式才能进入计算。由于电场和磁场的相位相差，所以电磁场的能流密度公式的正确形式应是（31）把（29）、（30）两式代入其中，则可求出电磁场的能流密度（32）需要指出，根据麦克斯韦场方程证得的（33）结果，当电场达到最大值时，磁场也确实是同时达到最大值。但是一定要注意，这里的磁场是在电场前方激发的磁场，如果要把电场换成与磁场同在一点处的电场，（

4、1）式就要改为（34）