
【电】 electromagnetic energy
electricity
【计】 telewriting
【化】 electricity
【医】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
【化】 magnetic energy
电磁能(Electromagnetic Energy)指由电场和磁场相互作用产生、并通过电磁波形式传播的能量。它是电磁场携带的能量总和,遵循麦克斯韦方程组描述的物理规律,其能量密度公式可表示为:
$$ u = frac{1}{2} left( varepsilon_0 E + frac{1}{mu_0} B right) $$ 其中 $varepsilon_0$ 为真空介电常数,$mu_0$ 为真空磁导率,$E$ 和 $B$ 分别为电场和磁场的强度。
能量构成
电磁能包含电场分量($frac{1}{2} varepsilon_0 E$)与磁场分量($frac{1}{2mu_0} B$)。时变电场激发磁场,时变磁场激发电场,二者相互转化形成能量振荡(参考:《电磁学》赵凯华著)。
传播形式
以横波形式在真空或介质中传播,速度取决于介质属性(真空光速 $c approx 3 times 10text{m/s}$)。能量通量由坡印廷矢量 $vec{S} = frac{1}{mu_0} (vec{E} times vec{B})$ 描述(来源:University Physics, Young & Freedman)。
频谱范围
覆盖从极低频(ELF)至伽马射线的连续频谱,不同频段对应无线电波、红外线、可见光、X射线等应用场景(依据:国际电信联盟无线电频谱分类标准)。
注:经典电磁理论由麦克斯韦方程组统一描述,量子层面需结合量子电动力学(QED)理论(来源:《费曼物理学讲义》第三卷)。
电磁能是电磁场所具有的能量,是电场能与磁场能的总和。以下从定义、组成、转化及应用等方面详细解释:
电磁能来源于电磁场,通过电场强度(E)、电位移(D)、磁场强度(H)和磁感应强度(B)等物理量描述。其数学表达式为: $$ W = frac{1}{2} int ( mathbf{E} cdot mathbf{D} + mathbf{H} cdot mathbf{B} ) , dV $$ 其中积分覆盖整个电磁场存在的空间。电磁能具有弥散性,分布于整个场空间,而非局限于特定物体。
电磁场通过洛伦兹力对运动电荷做功,实现与其他能量的相互转化:
如需更深入的技术细节,可参考电磁学教材或专业文献。
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