电动力学

电偶极辐射

观察振荡偶极子的电磁场几何与辐射角分布。定性地验证辐射功率按 $\sin^2\theta$ 分布且与 $\omega^4 p_0^2$ 成正比，对应公式 $\langle dP/d\Omega\rangle = \mu_0\omega^4 p_0^2\sin^2\theta/(32\pi^2 c)$ 。

进阶

器材

两个交互模型（模型A／模型B）投影偶极场及其推论
振幅/源与波长/尺度滑块
频率/速度与观察角滑块
随参数变化的读数面板

实验步骤

考察辐射的角分布
在模型A中将观察角滑块从0°拖到90°。场在垂直偶极轴方向最强、沿轴方向为零——符合 $\sin^2\theta$ 规律：偶极轴方向无辐射。
改变频率与源振幅
将观察角固定在辐射最强方向，再增大频率滑块：读取相对功率并验证 $\omega^4$ 依赖——频率加倍时辐射功率约增16倍。然后改变源振幅检验 $p_0^2$ 标度。
比较两个模型
切换到模型B查看补充结果（远场辐射区与近场，或波的偏振）。改变波长/尺度并注意：只有电荷加速时才产生辐射场；先预测频率趋于0时会发生什么，再验证。

模拟

实验历史

1865年，麦克斯韦完成电磁场方程组，预言以光速传播的电磁波。随后亥维赛和J.J.汤姆孙分析了加速电荷的场；1897年拉莫尔给出以其命名的偶极辐射功率公式。赫兹于1886–1888年用实验证实了这一预言：实验室里的偶极振子发出无线电波，被数米外的线圈环探测到。赫兹实验既验证了麦克斯韦理论，也为十年后马可尼的无线电报开辟了道路。

电偶极辐射

器材

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