电磁波的传播课件.pptVIP

因此反射、折射波矢也在平面。故如果入射波為平面波，則反射波、折射波也為平面波。入射波在平面,即設入射角、反射角和折射角分別為θ、θ′和θ′′在兩種介質內，分別滿足及通過上面的關係可得進一步有除鐵磁質外，一般介質滿足二、振幅關係1．垂直入射面[Ⅰ]③①⊥⊥⊥⊥⊥⊥2．平行入射面由邊值關係得：[Ⅱ][Ⅰ]和[Ⅱ]稱為菲涅耳公式∥∥∥菲涅耳公式表示反射波、折射波和入射波場強的比值，可看出，垂直於入射面偏振的波與平行於入射面偏振的波的反射和折射行為不同。如果入射波為自然光（兩種偏振光的等量混合），經過反射或折射後，反射波和折射波都變為部分偏振光。在θ+θ′′=90°的情況下，可得，因而電場平行於入射面的分量為零，因而反射光變為垂直於入射面偏振的完全偏振光。此即布儒斯特定律。此時的入射角為布儒斯特角。θ+θ′′=90°04．相位關係分析當，即電磁波從疏介質入射到密介質時因此，4．相位關係分析結論：（1）折射波與入射波相位相同，沒有相位突變；（2）反射波與入射波在一定條件下有相位突變。對於垂直入射情況：當波從疏介質入射到密介質時，反射波電場與入射波電場反向，即相位差，這種現象稱為半波損失。5．偏振問題這樣，反射和折射波就被變為部分偏振光（各個方向上大小不完全相同）。（2）布儒斯特定律：若則反射波，即反射波只有分量；因此，若自然光入射，則反射波為完全線偏振波。（1）入射為自然光（兩種偏振光的等量混合，在各個方向上均相同，即）由菲涅爾公式但由於垂直入射面的分量與平行入射面的分量，其反射和折射行為不同三．全反射1．全反射現象特別是當時，折射定律的原形式將失去意義，這時一般觀察不到折射波，只有反射波，因而稱作全反射。實際上仍然有波透射入第二種介質，但是透射波僅僅存在於介面附近薄層中。折射定律當時，θ′′=90°折射波沿介面傳播電磁波由介質1進入介質2§4.3有導體存在時電磁波的傳播（1）真空或理想絕緣介質中電磁波傳播可視為無能量損耗，電磁波無衰減；（2）電磁波遇到導體，導體內自由電子在電場的作用下運動，形成電流，電流產生焦耳熱，使電磁波的能量不斷損耗，因此在導體內部電磁波是一種衰減波；（3）在導體中，交變電磁場與自由電子運動相互作用，使導體中電磁波傳播不同於真空或介質中電磁波的傳播形式。一．導體內的自由電荷分佈1．靜電場中導體上的電荷分佈靜電平衡時，電荷僅分佈在表面上，導體內部無電荷，且電場強度垂直導體表面。在變化電磁場中，導體不再處於靜電平衡狀態，必然有體電荷分佈，ρ(t)分佈隨時間變化形成電流，產生附加變化電磁場，形成導體內總電磁場分佈，又影響ρ(t)。2．迅變場情況下的電荷分佈由電荷守恆定律可得其解為左式2．迅變場情況下的電荷分佈式中ρ0為t=0時的電荷密度。τ=ε/σ為特徵時間或馳豫時間，表示減小到ρ0/e所需時間。3．良導體條件良導體內，電荷僅分佈在導體表面上。對一般金屬，τ的數量級為10-17s。只要頻率不太高，一般金屬都可以看作良導體。良導體中電流也在表面薄層內分佈，一般仍用體電流分佈來解決問題。注意：用了體電流分佈，面電流必須視為零。在特殊情況下採用面電流分佈時，就不能再考慮體電流分佈。二．導體內的電磁波1.基本方程（導體內部）時諧波與介質中相比多了一項。2．導體中的平面波解（1）引入複介電常數（2）複介電常數的物理意義上面第二式右邊兩項分別代表位移電流和傳導電流，傳導電流與電場同相，所耗散的功率密度為2．導體中的平面波解（1）引入複介電常數位移電流與電場有90°的相位差，不消耗功率。因此，複介電常數中，實部為位移電流的貢獻，不引起能耗；虛部為傳導電流的貢獻，引起能耗。因此，導體內的電磁波有衰減。導體內定態波方程組與介質中定態波方程組形式上完全一樣，因此只要把絕緣介質中電磁波解所含的ε換作ε′，即得導體內的電磁波解。（3）亥姆霍茲方程為複數（4）平面波解3．、的意義平面電磁波解改寫為----描述波振幅在導體內的衰減程度衰減常數相位常數----描述波在空間傳播的位相關系（4）平面波解4.、與