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电动力学第4章课件
第四章 电磁波的传播
●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
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
本章介绍关于电磁波传播的最基本的理论知识
平面电磁波是交变电磁场存在的一种最基本的
形式,本章研究:
1. 无界空间中平面电磁波传播的主要特性
2. 电磁波在介质界面上的反射和折射
从电磁理论出发导出光学中的反
射和折射定律
3. 有导体存在时的电磁波传播问题
4. 有界空间的电磁波
§4.1 平面电磁波
一、电磁场波动方程
一般情况下,电磁场的基本方程是麦克斯
韦方程组:
⎧ ∂B
∇ × E − (1)
⎪ ∂t
⎪
⎪ ∂D
⎨∇ × H + J (2)
⎪ ∂t
∇ ⋅D ρ (3)
⎪
⎪
∇ ⋅B 0 (4)
⎩
1. 真空中的波动方程:
在自由空间中,电场和磁场互相激发,电磁
场的运动规律是齐次的麦克斯韦方程组
⎧ ∂B
∇ × E − (1)
⎪ ∂t
⎪
⎪ ∂D (2)
⎨∇ × H
⎪ ∂t
∇ ⋅D 0 (3)
⎪
⎪
∇ ⋅B 0 (4)
⎩
在真空中
D=ε E ,B=μ H
0 0
取(1)式的旋度,得
2
∂ ∂ E
( )
∇ × ∇ × E − ∇ × B −μ ε
∂t 0 0 ∂t2
( ) 2
∵ ∇ × ∇ × E ∇(∇ ⋅E ) − ∇ E
∇ ⋅E
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