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第6章平面电磁波的反射和折射 Reflection and Refraction of Plane Waves
如何确定分界面两侧场的分布?
电磁波到分界面后,一部分能量被反射形成反射波,另一部分能量穿过界面,形成折射波。
实际应用中电磁波在传播中会遇到不同媒质的分界面。
如:金属波导中传播的微波;光导纤维中传播的光波;地面上传播的无线电波。
边界条件
入射波(已知)+反射波(未知) 透射波(未知)
现象:电磁波入射到不同媒质
分界面上时,一部分波
被分界面反射,一部分
波透过分界面。
均匀平面波垂直入射到两种不同媒质的分界平面
入射方式:垂直入射、斜入射;
媒质类型:
理想导体、理想介质
分析方法:
平面波在边界上的反射及透射规律与媒质特性及边界形状有关。本教材仅讨论平面波在无限大的平面边界上的反射及透射特性。
边界
透射波
反射波
入射波
正投射
边界
斜投射
首先讨论平面波向平面边界垂直入射的垂直投射。
再讨论平面波以任意角度向平面边界的斜投射。
本章内容
电磁波的应用
理想介质与理想导体分界面
波的垂直入射理想介质与理想介质分界面
多层介质

垂直极化波
理想导体
平行极化波
波的斜入射
垂直极化波
介质分界面平行极化波
全折射及全反射
全反射和全折射
§ 平面波对平面边界的垂直入射Normal Incidence at a Plane Boundary
对理想导体的垂直入射
对理想介质的垂直入射
对多层边界的垂直入射
本节内容
§ 平面波对平面边界的垂直入射
思路:根据边界条件(BC)来确定
BC:边界条件(Boundary Condition)
入射波(Incident Wave)
反射波(Reflected Wave) ---- 一部分能量被反射回来形成
透射波(Transmitted Wave ---- 另一部分能量穿过边界形成
概念
反射波与折射波的特性由分界面两侧媒质的参数确定。
入射波:投射到分界面上的波。
反射波: 从分界面返回,与入射波
在同一媒质中传播的波。
透射波:进入分界面另一侧传播的波。
垂直入射: 入射波的传播方向与分界面的法线平行。
平面波的垂直入射
一、平面波对理想导体的垂直入射
取理想介质1 ( )与理想导体2 ( )的分界面为z=0平面。均匀平面波沿z轴方向由媒质1垂直射入媒质2。
a) 入射场和反射场关系
思路:
BC(边界条件):
存在切向磁场:
电场的切向分量为 0:
-1 平面波的垂直入射
入射场
反射场
合成场
BC
叠加
由于电场沿理想导体切向为零,假设入射波是x向极化的,如图,则反射波也是x向极化的(从而可相消)。