[物理]物理20101电动4-3.ppt

  1. 1、本文档共46页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
[物理]物理20101电动4-3

(2)平面波从空间中斜入射到导体表面 当电磁波从真空入射到导体时, 设入射面为x0z面, z轴为指向导体内部的法向 设空间中入射波矢为k(0), 由 在斜入射情况下,导体内电磁波的衰减方向与传播方向不一致 可证明:当平面波从介质斜入射到良导体表面也有: 总结: 无论是正入射还是斜入射,对于透入良导体内的电磁波均有: 良导体内平面电磁波解: 对于良导体,无论电磁波正、斜入射,均有: 所以良导体内单色平面电磁波解为: 一.导体内的自由电荷分布 二、良导体中麦克斯韦方程组 三、良导体中的亥姆霍兹方程 四、良导体中平面单色电磁波的表示 五、良导体中平面电磁波的传播特点 五、良导体内电磁波的特点 1.穿透深度和趋肤效应 电磁波进入导体,电磁波的振幅按指数规律随电磁波进入导体深度的增加而衰减 穿透深度: 指从界面算起,导体内电磁波振幅降至原值 的厚度。 对于良导体: 定义全反射透入深度d: 从界面开始,振幅衰减到原来 的深度,称为穿透深度 全反射中的折射波,它沿x轴方向传播,且沿z 轴指数衰减 透射到介质2中的薄层厚度与电磁波波长数量级。 随入射角减小,投入薄层厚度增大。 * * 本章内容目录 §4.3有导体存在时电磁波的传播 §4.4电磁波在波导中的传播 §4.1平面单色电磁波 §4.2平面单色电磁波在介质界面上的反射和折射 有良导体存在时电磁波的传播 第四章第三节 真空或绝缘介质中电磁波传播可视为无能量损耗,电磁波无衰减; 电磁波遇到导体,导体内自由电子在电场的作用下运动,形成传导电流,而传导电流产生焦耳热,使电磁波的能量不断损耗,因此在导体内部电磁波是一种衰减波; 在导体中,交变电磁场与自由电子运动相互作用,使导体中电磁波传播不同于真空或介质中电磁波的传播形式。 引 言 本节将采用绝缘介质中平面单色电磁波的研究思路 研究有良导体存在时电磁波的传播 §4.1 平面单色电磁波 讨论了无界空间,绝缘介质中 平面单色电磁波传播的主要特性 绝缘介质中的平面单色电磁波的研究思路 单色波在绝缘介质中麦氏方程组 单色波在绝缘介质中的亥姆霍兹方程 得到绝缘介质中平面单色电磁波的表示 分析得到绝缘介质中平面单色电磁波的传播特点 绝缘介质中定态波的麦氏方程 亥姆霍兹方程 平面单色电磁波的表示 振幅 相位 c) ,振幅比为波(相)速 b) 与 同相位,都为: 绝缘介质中平面电磁波传播的主要特性 d) (a) 良导体内的电磁波的研究思路 良导体中麦氏方程组 类比得出单色电磁波在良导体中的亥姆霍兹方程 类比得到良导体中平面单色电磁波的表示 分析得到良导体中平面单色电磁波的传播特点 本节将采用绝缘介质中平面单色电磁波的研究思路研究有良导体存在时电磁波的传播 良导体中麦克斯韦方程组 类比得出单色电磁波在良导体中的亥姆霍兹方程 类比得到良导体中平面单色电磁波的表示 本节研究具体内容 根据导体内电荷,电流分布特点得到良导体中麦克斯韦方程组的特殊形式 类比绝缘介质中的麦克斯韦方程 引入复介电常数 得到与绝缘介质中的麦克斯韦形式相似的良导体中麦克斯韦方程 分析得到良导体中电磁波的传播特点 一.导体内的自由电荷分布 二、良导体中麦克斯韦方程组 三、良导体中的亥姆霍兹方程 四、良导体中平面单色电磁波的表示 五、良导体中平面电磁波的传播特点 一.导体内的自由电荷分布 1.静电场中导体上的电荷分布 电荷仅分布在表面上,导体内部无电荷; 2.变化场情况下的电荷分布 在变化电磁场中,导体不再处于静电平衡状态,必然有体电荷分布 , 分布随时间变化形成电流,产生附加变化电磁场,形成导体内总电磁场分布,又影响 。 定性分析: 定量规律: 如果在导体内存在电荷,它激发电场,由 Maxwell 方程, 电场导致导体中出现电流,有: 导体中电荷(分布)满足的方程,可由电荷守恒定律得: 定量规律: 衰减的特征时间 : 可知,在线性均匀导体内,若起初时刻某处有自由电荷积累,其密度将按指数规律衰减 讨论: 理想导体电导率无穷大,衰减时间趋于零,所以任意频率电磁波进入理想导体,其内部无电荷分布。 对实际导体,若电场变化周期满足 电磁波来不及变化一周,电荷已经衰减到原来的 ,电磁波的变化远小于电荷的衰减速度 即 可近似认为内部无电荷分布,这样的导体称为良导体。 良导体的条件 一般金属 ,只要电磁波频率不是太高,均可视为良导体。 一.导体内的自由电荷分布 二、良导体中麦克斯韦方程组 三、良导体中的亥姆霍兹

文档评论(0)

qiwqpu54 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档