电磁场与电磁波基础(第6章).pptVIP

在自由空间，相速频率因为所以第29页，共54页，星期日，2025年，2月5日为求平均坡印廷矢量，须先将场量写成复数形式：第30页，共54页，星期日，2025年，2月5日解：（1）波沿+Z轴方向传播;（rad/m）试求（1）及传播方向；（2）E的表达式；（3）S的表达式；巳知自由空间中例题第31页，共54页，星期日，2025年，2月5日V/m（3）（2）第32页，共54页，星期日，2025年，2月5日6.5波的极化其中在空间中的一点，电场可表示为均匀平面波是横波，即对于沿着z方向传播的波来说，其场量没有z方向的分量，但却可以有x、y方向的分量，如和。并且以及波的传播方向三者之间构成了一个相互垂直的正交系统式中分别为和的振幅，分别为和的相位。第33页，共54页，星期日，2025年，2月5日定义均匀平面波传播过程中，在某一波阵面上，电场矢量的振动状态随时间变化的方式为波的极化(或称为偏振)一般情况下，和这两个分量的振幅和相位不一定相同，所以在同一波阵面上，合成场量的矢量的振动状态（大小和方向）随时间变化的方式也就不同。极化（polarization）通常是用电场矢量的尖端在空间随时间变化的轨迹来描述的。定义1.如果矢量的尖端在一条直线上运动，称之为线极化波。2.如果矢量的尖端的运动轨迹是一个圆，则称之为圆极化波。第34页，共54页，星期日，2025年，2月5日3.椭圆极化波：电场的尖端的运动将描绘出一个椭圆。（1）如果用右手的拇指指向波传播的方向，其它四指所指的方向正好与电场矢量运动的方向相同，这个波就是右旋极化波。（2）如果用左手的拇指指向波传播的方向，其它四指所指的方向正好与电场矢量运动的方向相同，这个波就是左旋极化波。4.无一定极化的波，如光波，通常称为随机极化波。一般椭圆极化波方程推导第35页，共54页，星期日，2025年，2月5日注意上式分别平方后相加得这是一个非标准形式的椭圆方程，它表明一般情况下和的合成波矢量的端点轨迹为一椭圆，即合成波为椭圆极化波。将两式分别乘以和后相减得将两式分别乘以和后相减得第36页，共54页，星期日，2025年，2月5日特殊情形情况1（直）线极化(1)或这是直线方程，它说明:平面波在自由空间传播时，在不同时刻、不同位置，电场强度的两个分量虽取不同的值，但其电场矢量的端点总是在一条直线上变化（如右图所示）.所以该波是线极化波，该直线在第一、三象限。线极化波(1)当，其中为整数，则椭圆方程变为第37页，共54页，星期日，2025年，2月5日情况2（直）线极化(2)这也是直线方程，其电场矢量的端点也是在一条直线上变化，该直线在第二、四象限，如下图所示，所以该波也是线极化波。线极化波(2)当，其中为整数，则椭圆方程变为或直线（电场）和x轴之间的夹角满足第38页，共54页，星期日，2025年，2月5日电磁场与电磁波基础(第6章)第1页，共54页，星期日，2025年，2月5日1.散度的概念2.旋度的概念3.梯度的概念1.麦克斯韦方程及内涵2.坡印廷矢量及内涵3.时谐场的概念第一部分第二部分主要内容回顾第2页，共54页，星期日，2025年，2月5日自由空间是一个没有电荷因而也就不存在电流的空间。这并不是说在整个空间中没有源存在，而只是指在我们所感兴趣的区域不存在源，这个区域应有?=0和=0。这样，一般形式的麦克斯韦方程式组就变得特别简单，即为：自由空间？自由空间中存在着电波（波）和磁波（波）？表明：变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，二者相互依存。第3页，共54页，星期日，2025年，2月5日1.电波4.波的极化本章教学内容3.自由空间中的平面电磁波2.磁波5.电磁波谱1.电波、磁波的导出3.定义波的极化2.描述平面电磁波重点