波的反射与折射课件.pptVIP

應用x邊界的邊界條件並注意到由於三個磁場的方向都相同，所以可將上式寫成向量方程於是得到類似地,應用y邊界的邊界條件可得又由於三個磁場的方向相同，所以可將上式也寫成向量方程，即有乘以方程再減去上式，可得其中於是便得出透射場與入射場之間的關係為所以得或或磁場的上述結果也可以直接用於表示對應的電場幅值之間的關係反射波的電場幅值之間的關係為於是從方程便可以得出入射波與與透射波的電場幅值之間的關係為而由式又可得到入射波上述關係也可仿照第一種情況中那樣用反射係數和折射係數來表示。由於式中定義——稱為平行極化波的電場反射係數——稱為平行極化波的電場折射係數所以有9.4反射波的極化反射波電場的幅值可以由下麵兩式求得，即當平行於入射平面時:從以上兩式我們可以得出結論：一般來講，任何角度入射的波都存在部分極化的情況，但滿足的波被反射後會產生完全極化現象。如果，由於這時只有垂直於入射平面的電場分量會被反射,所以它就是被邊界所反射的極化波。當垂直於入射平面時:將代入斯涅爾定理,可以定義出一個特殊的入射角，稱為布儒斯特角，此時兩種介質邊界上所反射的波將會被完全極化，並且有9.5法向入射當電場的方向平行於入射平面時可得如果，利用斯涅爾定理有在法向入射的情況下，反射波幅值與入射波幅值兩者比值的表示形式特別簡單。根據斯涅爾定理可知，對於法向入射,有並且有類似地,對於垂直於入射平面的有再根據斯涅爾定理，如果，則可得因此在法向入射的情況下，對於與入射面垂直和平行的來說,其反射波幅值與入射波幅值兩者比值的結果相同。波的能量或是強度與或的模的平方成正比，並且反射強度與入射強度之比為在法向入射的情況下，反射係數和折射係數變為它們滿足和的關係。即入射波在邊界上完全反射。這時若介質1是理想介質，介質2是理想導體則為了方便討論，一般可將垂直入射問題都視為垂直極化，並將反射係數簡記為R，那麼，這時在介質1的區域內，總的電場和總的磁場將是入射場和反射場的疊加上式中的第1項表示它是向著z方向傳播的平面電磁波，我們稱其為行波；第2項是幅度隨著z按照正弦變化的電磁振盪波，我們稱之為駐波，形成駐波的條件是產生波的全反射，即由入射行波與反射行波疊加而形成駐波。駐波的平均功率流密度為零，沒有電磁場能量的傳輸，只有電場能量與磁場能量的交換。行波與駐波的混合狀態稱為行駐波。忽略中的初始相位常量，令其等於實數則有這樣就可以將駐波理解為向著z方向傳播的一個平面波，它的振幅為前面的模值，即上面這兩個式子是以z為變數，以為週期的週期性函數，其性質分以下兩種情況討論：根據前面的式子，有第一種情況：在，即處，為電場振幅的最大點和磁場振幅的最小點。這時電磁波是由光密媒質入射到光疏媒質上，這時這時在，即處，為電場振幅的最小點和磁場振幅的最大點。這時場強振幅的最大點處稱為波腹，場強振幅的最小點處稱為波節。可見，當電磁波由光密媒質入射到光疏媒質上時，分界面處為電場的波腹、磁場的波節；而距離分界面處，為電場的波節和磁場的波腹。電場的波腹和波節的位置與上述情況正好相反。第二種情況：這時電磁波是由光疏媒質入射到光密媒質上，這時駐波比和行波係數定義電場或磁場的最大振幅與最小振幅之比被定義為駐波比或駐波係數（VSWR）,記做在行駐波混合狀態下，可以定義行波係數,記做也可用駐波係數表示反射係數也可用行波係數表示反射係數波的反射與折射當平面電磁波穿過兩種理想的非導體媒質分界