电磁场与电磁波1均匀平面波对分界平面得垂直入射.ppt

* 一、 均匀平面波对分界面的垂直入射 二、 均匀平面波对多层介质分界平面的垂直入射 三、 均匀平面波对理想介质分界平面的斜入射 四、 均匀平面波对多层介质分界平面的斜入射 讨论内容 入射波（已知）＋反射波（未知） 透射波（未知） 边界条件 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： 分析方法： 基本模型 理想导体 理想介质 导电媒质 1、 对导电媒质分界面的垂直入射 z x 媒质1： 媒质2： y z 0中，导电媒质1的参数为 z 0中，导电媒质2的参数为 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 1、 对导电媒质分界面的垂直入射 z x 媒质1： 媒质2： y 媒质1中的入射波： 媒质1中的反射波： 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 1、 对导电媒质分界面的垂直入射 z x 媒质1： 媒质2： y 媒质1中的合成波： 媒质2中的透射波： 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 在分界面z = 0 上，电场强度和磁场强度切向分量连续，即 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 若媒质2理想导体，即?2= ?，则η2c= 0，故有 ? 和? 是复数，表明反射波和透射波的振幅和相位与入 射波都不同，且 若两种媒质均为理想介质，即?1= ?2= 0，则得到 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 x 媒质1： 媒质2： z z=0 y 2、 对理想导体表面的垂直入射 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 媒质1中的入射波： 媒质1中的反射波： x 媒质1： 媒质2： z z=0 y 2、 对理想导体表面的垂直入射 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 媒质1中的合成波 合成波瞬时形式： 合成波的平均能流密度矢量 理想导体表面上的感应电流 媒质1中的合成波 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 2、 对理想导体表面的垂直入射：合成波的特点 在分界面处，合成波电场为零，可以理解为电场驱动理想导体表面自由电荷做功将电场能完全转化为电流能（从大小可看出），电流又作为磁场的漩涡源，产生了方向相切的磁场。 而在其它位置，电场波节对应磁场波腹，电场波腹对应磁场波节，在同一波形图中构成一个变换循环系统（图中为闭合曲线），电磁能量在波节和波腹之间互相转换 (n = 0,1,2,3,…) (n = 0 ,1,2,3,…) 媒质1中的合成波是驻波。 电场波节点（ 的最小值的位置）： 电场波腹点（ 的最大值的位置） 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 两相邻波节点之间任意两点的电场同相。同一波节点两侧的 电场反相 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 坡印廷矢量的平均值为零，不发生能量传输过程，仅在两 个波节间进行电场能量和磁场能的交换。 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 在时间上有π/ 2 的相移 在空间上错开λ/ 4，电场的波腹（节）点正好是 磁场的波节（腹）点； 【例1】 一均匀平面波沿+z方向传播，其电场强度矢量为 求相伴的磁场强度 ； 若在传播方向上z = 0处，放置一无限大的理想导体平板，求 区域 z 0 中的电场强度 和磁场强度 ； 求理想导体板表面的电流密度。 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 3 、对理想介质分界面的垂直入射 当η2η1时，Γ 0，反射波电场与入射波电场同相 当η2η1时，Γ 0，反射波电场与入射波电场反相 x 介质1： 介质2： z z=0 y 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 3 、对理想介质分界面的垂直入射 x 介质1： 介质2： z z=0 y 媒质1中的入射波： 媒质1中的反射波： 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 3 、对理想介质分界面的垂直入射 x 介质1： 介质2： z z=0 y 媒质1中的合成波： 媒质2中的透射波： 这种由行波和纯驻波合成的波称为行驻波（混合波） —— 合成波电 场 —— 驻波电场 z —— 行波电场 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 3 、对理想介质分界面的垂直入射：合成波的特点 —— 合成波电 场振幅 —— 合成波电 场 z 当β1z=－nπ，即z=－nλ1/2 (n=0,1,2,…)时，有 合成波电场振幅（? 0） 当β1z=－(2n＋1)π/2，即z=－(n/2+1/4)λ1 (n=0,1,2,…)时，有 一、均匀平面波对分界平面的垂直入射 当β1z=－nπ，即z=－nλ1/2 (n=0,1,2,…)时，有 合成波电场振幅（?