7電磁場(chǎng)與電磁波-第七章(下)圖片

復(fù)習(xí)電磁波的場(chǎng)量表達(dá)式包含了有關(guān)波特性的信息。

1、均勻平面波電場(chǎng)場(chǎng)量的一般表達(dá)式

2、波的頻率和周期

4、相位速度（波速）

結(jié)論：在自由空間中傳播的電磁波，電場(chǎng)幅度與磁場(chǎng)幅度之比為377。討論：1、電磁波傳播相位速度僅與媒質(zhì)特性相關(guān)。

2、真空中電磁波的相位速度：

結(jié)論：在自由空間中傳播的電磁波，電場(chǎng)幅度與磁場(chǎng)幅度之比為377。小結(jié)：無界理想媒質(zhì)中均勻平面波的傳播特性：電場(chǎng)與磁場(chǎng)的振幅相差一個(gè)因子η.電場(chǎng)、磁場(chǎng)的時(shí)空變化關(guān)系相同。電場(chǎng)、磁場(chǎng)的振幅不隨傳播距離增加而衰減。電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間相互垂直且都垂直于傳播方向。

E、H、K（波的傳播方向）滿足右手螺旋關(guān)系。第四節(jié)波的極化特性極化的分類：兩個(gè)頻率相同、傳播方向相同的正交電場(chǎng)分量1.當(dāng)相位相同或相差180。時(shí)，電磁波為線極化波；2.當(dāng)振幅相同，相差時(shí)，電磁波為圓極化波。3.當(dāng)振幅和相位是任意的，則其合成波為橢圓極化波。第五節(jié)導(dǎo)電媒質(zhì)中的均勻平面波一、導(dǎo)電媒質(zhì)中的波動(dòng)方程在無源的導(dǎo)電媒質(zhì)區(qū)域中，麥克斯韋方程為第一個(gè)方程可以改寫為導(dǎo)電媒質(zhì)的典型特征是電導(dǎo)率

≠0。電磁波在其中傳播時(shí)，有傳導(dǎo)電流J=γE存在，同時(shí)伴隨著電磁能量的損耗，電磁波的傳播特性與非導(dǎo)電媒質(zhì)中的傳播特性有所不同。稱為復(fù)介電常數(shù)或等效介電常數(shù)說明：復(fù)介電常數(shù)引入等效復(fù)介電常數(shù)后，無源導(dǎo)電媒質(zhì)中的麥克斯韋方程組可記做：二、導(dǎo)電媒質(zhì)中的波動(dòng)方程的解可建立方程組：三、導(dǎo)電媒質(zhì)中的平面波的傳播特性

1、波的振幅和傳播因子

2、幅度因子和相位因子

3、相位速度（波速）在理想媒質(zhì)中：很明顯：損耗媒質(zhì)中波的相速與波的頻率有關(guān)。色散現(xiàn)象：波的傳播速度（相速）隨頻率改變而改變的現(xiàn)象。具有色散效應(yīng)的波稱為色散波。結(jié)論：導(dǎo)電媒質(zhì)（損耗媒質(zhì)）中的電磁波為色散波。

4、場(chǎng)量E,H的關(guān)系可以推知：在導(dǎo)電媒質(zhì)中，場(chǎng)量E,H之間關(guān)系與在理想介質(zhì)中場(chǎng)量間關(guān)系相同，即：討論：(1)三者相互垂直，且滿足右手螺旋關(guān)系

在導(dǎo)電媒質(zhì)中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間中不同相。電場(chǎng)相位超前磁場(chǎng)相位:小結(jié)：無限大導(dǎo)電媒質(zhì)中電磁波的特性：

1、為橫電磁波（TEM波）三者滿足右螺旋關(guān)系;2、電磁場(chǎng)的幅度隨傳播距離增加而呈指數(shù)規(guī)律減小；3、電、磁場(chǎng)不同相，電場(chǎng)相位超前于磁場(chǎng)相位；4、是色散波。波的相速與頻率相關(guān)。四、媒質(zhì)導(dǎo)電性對(duì)場(chǎng)的影響

1、良導(dǎo)體中的電磁波

重要性質(zhì)：在良導(dǎo)體中，電場(chǎng)相位超前磁場(chǎng)相位π/4.因此：電磁波只能存在于良導(dǎo)體表層附近，其在良導(dǎo)體內(nèi)激勵(lì)的高頻電流也只存在于導(dǎo)體表層附近，這種現(xiàn)象成為趨膚效應(yīng)。

2、弱導(dǎo)體中的電磁波在弱導(dǎo)電媒質(zhì)中，仍存在能量損耗，波的相位常數(shù)近似等于理想媒質(zhì)中波的相位常數(shù)，本征阻抗:第六節(jié)均勻平面波對(duì)分界面的垂直入射

本節(jié)討論單一頻率均勻平面波在兩個(gè)半無界介質(zhì)分界面上的反射與透射，設(shè)分界面為無限大平面，分界面位于z=0處。本節(jié)以入射波為x方向的線極化波為例進(jìn)行討論。一、對(duì)理想導(dǎo)體的分界面的垂直入射

設(shè)左半空間是理想介質(zhì)，γ1＝0；右半空間為理想導(dǎo)體，γ2＝∞。分界面在z=0平面上。

理想介質(zhì)內(nèi)將存在入射波和反射波。設(shè)入射波電場(chǎng)為：則反射波電場(chǎng)為：則入射波磁場(chǎng)為則反射波磁場(chǎng)為由理想導(dǎo)體邊界條件可知：理想媒質(zhì)中的合成場(chǎng)為：合成波場(chǎng)量的實(shí)數(shù)表達(dá)式為：討論：1、合成波的性質(zhì)：zEx0zHy0zHy0zEx0合成波的性質(zhì)：

合成波為純駐波振幅隨距離變化電場(chǎng)和磁場(chǎng)最大值和最小值位置錯(cuò)開λ/4電場(chǎng)和磁場(chǎng)原地振蕩，電、磁能量相互轉(zhuǎn)化。2、導(dǎo)體表面的場(chǎng)和電流在理想導(dǎo)體表面的感應(yīng)面電流為：3、合成波的平均能流密度結(jié)論：合成波(駐波)不傳播電磁能量，只存在能量轉(zhuǎn)化。復(fù)習(xí)1.導(dǎo)電媒質(zhì)中的均勻平面波導(dǎo)電媒質(zhì)的典型特征是電導(dǎo)率

≠0。二、導(dǎo)電媒質(zhì)中的波動(dòng)方程的解可建立方程組：三、媒質(zhì)導(dǎo)電性對(duì)場(chǎng)的影響

1、良導(dǎo)體中的電磁波第六節(jié)均勻平面波對(duì)分界面的垂直入射一、對(duì)理想導(dǎo)體的分界面的垂直入射

設(shè)左半空間是理想介質(zhì)，γ1＝0；右半空間為理想導(dǎo)體，γ2＝∞。分界面在z=0平面上。

理想介質(zhì)內(nèi)將存在入射波和反射波。設(shè)入射波電場(chǎng)為：則反射波電場(chǎng)為：則入射波磁場(chǎng)為則反射波磁場(chǎng)為由理想導(dǎo)體邊界條件可知：二、對(duì)兩種導(dǎo)電媒質(zhì)分界面的垂直入射

設(shè)左、右半空間分別為1區(qū)和2區(qū)。由于它們的本征阻抗不同,電磁波在介質(zhì)分界面上將發(fā)生反射和透射。透射波在介質(zhì)2中將繼續(xù)沿＋z方向傳播。設(shè)入射波電場(chǎng)為(一般已知):反射波電場(chǎng)為:設(shè)透射波電場(chǎng)為:由兩種導(dǎo)電介質(zhì)邊界條件可知：媒質(zhì)1中總的電場(chǎng)、磁場(chǎng)為：定義：反射系數(shù)透射系數(shù)反射系數(shù)和透射系數(shù)關(guān)系為：討論

3.當(dāng)1區(qū)為空氣,2區(qū)為良導(dǎo)體，對(duì)于一般的高頻電磁波(GHz)，在此導(dǎo)電