理想介质中的均匀平面电磁波.ppt

* * 理想介质中的均匀平面波 均匀、线性、各向同性的无源媒质区域: 若电场强度E和磁场强度H只是直角坐标z和时间t的函数： 设电场只有x方向分量，磁场只有y方向的分量，则电场、磁场及传播方向满足下图： 思考：有电磁场的区域，是否一定有电磁波存在？ 无界媒质中： 波动方程简化为： +z入射波 -z反射波 波动方程—证明了电磁场以波动的方式运动，形成电磁波。 复数麦克斯韦第二方程： 波阻抗(或本征阻抗): η 理想介质中均匀平面电磁波的电场和磁场空间分布 正弦均匀平面电磁波的等相位面方程为： 空间相位kz变化2π所经过的距离称为波长，以λ表示。则kλ=2π，即 平面电磁波：满足S=E╳H，且等相位面(波阵面)为平面。 时间相位ωt变化2π所经历的时间称为周期，以T表示。一秒内相位变化2π的次数称为频率，以f表示， 则ωT=2π，且 复坡印廷矢量为 平均功率密度为常数，表明与传播方向垂直的所有平面上，每单位面积通过的平均功率都相同，电磁波在传播过程中没有能量损失(沿传播方向电磁波无衰减)。 横电磁波：场量在波的传播方向上没有分量。 平面电磁波：满足S=E╳H，且等相位面(波阵面)为平面。 均匀平面电磁波：场量振幅为常数的平面电磁波。 例1 已知无界理想媒质(ε=9ε0, μ=μ0，σ=0)中正弦均匀平面电磁波的频率f=108 Hz， 电场强度 试求：  (1) 电磁波的相速度vp、波长λ、相移常数k和波阻抗η； (2) 电场强度和磁场强度的瞬时值表达式；  (3) 与电磁波传播方向垂直的单位面积上通过的平均功率。 解： (1)