平面电磁波的一般表达式

平面电磁波的一般表达式是E = E₀cos(k·r ωt + φ)，其中E代表电场强度，E₀是振幅，k是波矢量，r是位置矢量，ω是角频率，t是时间，φ是初相位。这个表达式描述了电场在空间和时间中的变化规律。波矢量k的方向代表波的传播方向，其大小k = 2π/λ，λ是波长。角频率ω = 2πf，f是频率。电磁波在真空中的传播速度c = λf = ω/k，约为3×10⁸米每秒。

电磁波的能量密度由电场和磁场共同决定，表达式为u = ½(ε₀E² + B²/μ₀)，其中ε₀是真空介电常数，μ₀是真空磁导率。坡印廷矢量S = E×B/μ₀描述了能量流动的方向和大小。电磁波携带的动量密度g = S/c²。这些表达式在无线通信、雷达系统和卫星技术中有广泛应用，工程师们利用这些原理设计天线、滤波器和信号处理电路。