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作者：杨茂田 §6.1 均匀平面波在理想介质中的传播 P. * / 41 . 作者：杨茂田 第六章 均匀平面波的传播 6.1 均匀平面波在理想介质中的传播 许多复杂的电磁波可认为是均匀平面电磁波的线性叠 加，而均匀平面电磁波存在于无限大媒质中， 故先研 究其在无限大理想介质中的传播具有重要意义 ■ ∞理想介质中均匀平面波的如何表示？ ■ 均匀平面波在∞理想介质中传播特性和参数是什么？ ■ 均匀平面波有哪几种极化方式？ 一、什么叫均匀平面电磁波 即 1) 等相位面为平面 2) 其传播方向与等相位面的法线方向一致 3) 等相位面上各点场强的幅度、方向皆相同 4) 沿传播方向场强分量为零，即为横电磁波 (TEM) 5) 具有时谐特性 例：一均匀平面波沿+z方向传播 对无源区（充满线性各向同性均匀理想介质）： 对无源区（充满线性各向同性均匀理想介质）： 即沿+z方向传播的均匀平面电磁波 场强只与坐标 z 有关，但无 z 分量 二、沿 +z 方向传播的均匀平面电磁波 1. 场强的复矢量表示式 设远离波源的区域(无源区)为线性各向同性均匀理想介质 时谐特性的均匀平面电磁波满足： 即沿+z方向传播的均匀平面电磁波 场强只与坐标 z 有关，但无 z 分量 二、沿 +z 方向传播的均匀平面电磁波 1. 场强的复矢量表示式 设远离波源的区域(无源区)为线性各向同性均匀理想介质 时谐特性的均匀平面电磁波满足： 交叉代入得 关于场强的齐次 Holmheltz 方程： 沿 +z 方向传播的均匀平面电磁波： (场强只与z有关，无z分量) 交叉代入得 关于场强的齐次 Holmheltz 方程： 沿 +z 方向传播的均匀平面电磁波： 在线性各向同性均匀媒质中， 为实数，则通解： 同理 上式中 皆为复常数。 在线性各向同性均匀媒质中， 为实数，则通解： 同理 上式中 皆为复常数。 ■ 第一项因子 ：表示相位随 z 的增加而滞后，代表沿 +z 方向传播的波 ■ 第二项因子 ：表示相位随 z 的增加而超前，代表沿 －z 方向传播的波 在无限大线性各向同性均匀媒质中无反射波，则 ■ 第一项因子 ：表示相位随 z 的增加而滞后，代表沿 +z 方向传播的波 ■ 第二项因子 ：表示相位随 z 的增加而超前，代表沿 －z 方向传播的波 在无限大线性各向同性均匀媒质中无反射波，则 思考： 1) 若均匀平面电磁波在∞线性各向同性均匀媒质沿－z方向 传播，则场强复矢量如何表示？ 2) 若改为沿 +x 或 +y 方向传播，则场强复矢量又如何表示？ 1) 若均匀平面电磁波在∞线性各向同性均匀媒质沿－z方向 传播，则场强复矢量如何表示？ 2) 若改为沿 +x 或 +y 方向传播，则场强复矢量又如何表示？ 2. 场强的瞬时值 令 令 2. 场强的瞬时值 同理： 令 令 1) 周期 T： 4. 均匀平面波的传播参数 相位： ：时间相位 ：空间相位 2) 频率 f： 3) 波长 l： 同理： 1) 周期 T： 4. 均匀平面波的传播参数 相位： ：时间相位 ：空间相位 2) 频率 f： 3) 波长 l： 4) 相速 vp： 5) 波阻抗 Zw：横向电场与横向磁场之比 = 0 4) 相速 vp： 5) 波阻抗 Zw：横向电场与横向磁场之比 = 0 同理可得： 令 ------- 波阻抗 (wave impedance) ( 真空波阻抗 ) 波阻抗只与媒质有关，亦称媒质的本征阻抗。 同理可得： 令 ------- 波阻抗 (wave impedance) ( 真空波阻抗 ) 波阻抗只与媒质有关，亦称媒质的本征阻抗。 5. 均匀平面波的传播特性 1) 横电磁波(TEM)特性：沿传播方向场强分量 = 0 2)