第四章 电磁波的传播.ppt

在迅变情况下,电磁场以波动形式存在。变化着的电场和磁场互相激发,形成在空间中传播的电磁波。由于在广播通讯、光学和其他科学技术中的广泛应用,电磁波的传播、辐射和激发问题已发展为独立的学科,具有十分丰富的内容。本章只介绍关于电磁波传播的最基本的理论,下一章再讨论辐射和激发问题。第四章电磁波的传播平面电磁波是交变电磁场存在的一种最基本的形式。。说明电磁波在导体内有一定的穿透深度,在良导体内只有很小部分电磁能量透入,因而良导体成为电磁波存在的边界。,.*.*(或均匀介质)中这就是本章研究电磁波的传播所用的麦克斯韦方程组。(1)(2)(3)(4)§、:D=0E,B=0H,取(1)式的旋度,得同理可得令则E和B的方程可以写为(5)(6)可见,真空中电场和磁场相互作用的结果是:电场分量和磁场分量均以波动形式传播,这就是电磁波。:当以一定角频率作正弦振荡的电磁波入射于介质内时,介质内的束缚电荷受电场作用,也以相同频率作正弦振动。在这频率下介质的极化率e()为极化强度P与0E之比,由此可得到这频率下的电容率()。在线性介质中有关系波动方程的解包括各种形式的电磁波,所以,真空中一切电磁波(包括各种频率范围的电磁波,如无线电波、光波X射线和射线等)都以速度c传播,,对不同频率的电磁波,介质的电容率是不同的,即和是的函数。和随频率而变的现象——介质的色散。同样,由于色散,对一般非正弦变化的电场E(t),关系式D(t)=E不成立。因此在介质内,不能够推出E和B的一般波动方程。用μ代替μ00所得到的方程只能用于单一频率的正弦电磁场,这种单一频率的正弦电磁场称为时谐电磁场。二、时谐电磁场以一定频率作正弦振荡的波称为时谐电磁波(单色波)。在一般情况下,即使电磁波不是单色波,它也可以用傅里叶(Fourier)分析(频谱分析)方法分解为不同频率的正弦波的叠加。因此,下面只讨论一定频率的电磁波。设电磁场只有一种频率,电磁场对时间的依赖关系是cost,:今后,在电磁波的问题中,用E表示抽出时间因子e-it以后的电场强度E(x),同样用B表示B(x)。(复数形式)的麦氏方程组:在一定频率下,有D=0E,B=0H,把上式代入麦氏方程,消去共同因子e-it后得注意:在0的时谐电磁波情形下这组方程不是独立的.(1)(2)(3)(4)