劉忠

摘 要：光照射物體時，由于光波具有能量，也有動量，所以在物體表面形成反射和吸收，同時會對表面形成壓力作用成為光壓。將其推廣至電磁波并重點(diǎn)研究電磁波作用傳遞機(jī)制，提出無工質(zhì)電磁作用力原理和航空航天電推進(jìn)理論的創(chuàng)新研究。

關(guān)鍵詞：電磁波；電磁場動量；電磁場能量

隨著太空技術(shù)的飛速發(fā)展，人類所發(fā)現(xiàn)的宇宙空間越來越大，人類研究了很多新技術(shù)和新思想，用于未來的太空旅行計(jì)劃，國內(nèi)外研究了多種太空推進(jìn)技術(shù)，其中部分技術(shù)是可以實(shí)現(xiàn)的，比如光壓推進(jìn)。

一、電磁波推進(jìn)新方案

光壓是一種典型的電磁波動量應(yīng)用，通過對（特殊天線）與電磁波接收過程的研究，提出電磁波動量轉(zhuǎn)移的一個新應(yīng)用，基于電磁學(xué)理論，電磁波源產(chǎn)生的電磁輻射能被輸入到天線內(nèi)并形成諧振磁場，從而對天線電流產(chǎn)生安培力，這是（特殊天線）系統(tǒng)受到電磁作用力的原因。

二、電磁波推進(jìn)理論

將天線系統(tǒng)和電磁波組成一個電磁體系，天線系統(tǒng)和電磁波有能量、動量交換，單位時間內(nèi)系統(tǒng)的動量增加等于電磁波的動量輸入。

已知洛侖茲力公式：f=pE+J×B，則（特殊天線）電流系統(tǒng)受到的電磁力為：F=■pEdV+■J×BdV，其中f表示天線中運(yùn)動電子受到的洛侖茲力，p表示電荷密度，E表示電場強(qiáng)度，J表示電流密度，B表示磁感應(yīng)強(qiáng)度，F(xiàn)表示系統(tǒng)受到的電磁力，■表示積分符號，dV表示體積微分。令Gm代表系統(tǒng)的動量，根據(jù)牛頓第二定律有：■=F=■fdV

這就是電磁波對天線系統(tǒng)作用力的結(jié)果，這里天線系統(tǒng)所受沖量（力）為電磁波傳遞的動量。

三、總結(jié)

（特殊天線）電流系統(tǒng)遵守能量守恒和動量守恒，即在非純電阻的天線電路中，電功=電熱+天線中轉(zhuǎn)化其他形式的能，當(dāng)天線中有電流通過時，就發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化的物理過程。在天線電路中，電流通過作功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。輸入給天線的有電源能量和外來電磁波能量，其中部分產(chǎn)生電熱，另一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功和輻射能。即W=E+Q。具體說明如下：■=-？蒽∑ S·d∑-Q+P

天線系統(tǒng)中的能量公式為：（其中■表示機(jī)械能，P為單位時間電源作的功，Q為焦耳損耗，-？蒽∑ S·d∑為單位時間從體積V的表面流出的總電磁能量，S表示坡印廷矢量），天線系統(tǒng)體積V內(nèi)單位時間增加的機(jī)械能■等于此體積內(nèi)單位時間電源作的功P減去焦耳損耗Q和坡印廷矢量的面積分。這是一種有別于輻射壓力的電磁波推進(jìn)新理論。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙凱華，陳熙謀.電磁學(xué).北京：高等教育出版社，2003-04：106.

[2]黃輝.電磁場的能量和動量.上海師范大學(xué)學(xué)報，2006（12）.

（作者單位 漢口學(xué)院）

？誗編輯 劉青梅