有导体存在时电磁波的传播.pptVIP

真空或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，形成电流，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3有导体存在时电磁波的传播一．导体内的自由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。1．静电场中导体上的电荷分布静电平衡时，电荷仅分布在表面上，导体内部无电荷，且电场强度垂直导体表面。2．变化场情况下的电荷分布本节仅讨论均匀导体。良导体内，电荷仅分布在导体表面薄层内。3．良导体条件为特征时间或驰豫时间，表示减小到所需时间。对于静电场二．导体内的电磁波1．基本方程（导体内部）良导体中电流也在表面薄层内分布，一般仍用体电流分布来解决问题。注意：用了体电流分布，面电流必须视为零。在特殊情况下采用面电流分布时，就不能再考虑体电流分布。时谐（定态）与介质中相比仅多了一项。2．导体中的平面波解（1）引入复介电场数实部为位移电流的贡献；虚部为传导电流的贡献，引起能耗（耗散功率）。因此，定态波方程组与介质中定态波方程组形式上完全一样。（2）直接写出亥姆霍兹方程（3）平面波解仍可写作3．、的意义及表示式（1）平面电磁波解改写为：----描述波振幅在导体内的衰减程度衰减常数传播常数----描述波空间传播的位相关系（2）、与间的关系式由设介质中波矢为，导体中为，则，并设在平面，即；上节（2.4）式仍然适用，即，。（即分界面指向导体内部，波沿方向衰减）由（3）平面波从介质入射到导体表面，从而定出解出：由令与轴夹角为，由得，相速为。对良导体情况：，，、几乎同方向。（推导过程：因为，则，又，对导体所以。）对正入射：，与均沿z轴正方向；介质中，所以良导体情况下：（）。三．穿透深度和趋肤效应波幅降至原值的传播距离1．穿透深度在导体中的平面波为（在情况下）良导体