通信企業(yè)管理電磁場與電磁波復(fù)習(xí)資料重大通信版精編

1、（通信企業(yè)管理）電磁場與電磁波復(fù)習(xí)資料（重大通信版）20XX年XX月峯年的企業(yè)咨詢咸問經(jīng)驗.經(jīng)過實戰(zhàn)驗證可以藩地執(zhí)行的卓越萱理方案.值得您下載擁有電磁波復(fù)習(xí)參考內(nèi)容標(biāo)量：壹個只用大小描述的物理量。矢量：壹個既有大小又有方向特性的物理量，常用黑體字母或帶箭頭的字母表示。矢量用坐標(biāo)分量表示Ax AcoseAex cosey cosez cosAy AcosAz Acos矢量的混合運算分配律(A B) C A C B C 分配律標(biāo)量三重積A (B C) (A C)B (A B)C 矢量三重積1. 電荷體密度 電荷連續(xù)分布于體積 V 內(nèi)，用電荷體密度來描述其分布根據(jù)電荷密度的定義，如果已知某空間區(qū)域

2、V 中的電荷體密度，則區(qū)域 V 中的總電量 q 為 q V (r)dV2. 電荷面密度 若電荷分布于薄層上的情況，當(dāng)僅考慮薄層外，距薄層的距離要比薄層的厚度大得多處的電場，而不分析和計算該薄層內(nèi)的電場時，可將該薄層的厚度忽略，認(rèn)為電荷是面分布。面分布的電荷 可用電荷面密度表示。單位:C/m2(庫侖/米2)如果已知某空間曲面 S上的電荷面密度，則該曲面上的總電量q為q s s(r)dS3. 電荷線密度 于電荷分布于細(xì)線上的情況，當(dāng)僅考慮細(xì)線外，距細(xì)線的距離要比細(xì)線的直徑大得多處的電場，而不分析和計算線內(nèi)的電場時，可將線的直徑忽略，認(rèn)為電荷是線分布。單位:C/m2（庫侖/米2）q C i（r）dl

3、如果已知某空間曲線上的電荷線密度，則該曲線上的總電量q為4.點電荷dq dt點電荷的電荷密度表示電流電荷的定向運動而形成，用i表示，其大小定義為：i 1口0（ q t）單位時間內(nèi)通過某壹橫截面S的電荷量，即說明：電流通常時時間的函數(shù)，不隨時間變化的電流稱為恒定電流，用I表示。形成電流的條件：?存于能夠自由移動的電荷?存于電場1、體電流電荷于某壹體積內(nèi)定向運動所形成的電流稱為體電流，用電流密度矢量J來描述。單位：A/m2。流過任意曲面S的電流為1sJ dS2、面電流電荷于壹個厚度能夠忽略的薄層內(nèi)定向運動所形成的電流稱為面電流，用面電流密度矢量來描述其分布單位：A/m 。rri小龍dl）通過薄導(dǎo)體

4、層上任意有向曲線的電流為 電荷守恒定律：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，只能從物體的壹部分轉(zhuǎn)移到另壹部分，或者從壹個物體轉(zhuǎn)移到另壹個物體。電流連續(xù)性方程積分形式說明流出閉曲面S的電流等于體積 V內(nèi)單位時間所減少的電荷量rgJt微分形式gJ 0 1恒定電流的連續(xù)性方程說明恒定電流是無源場，電流線是連續(xù)的閉合曲線，既無起點也無終點電場強(qiáng)度矢量描述電場分布的基本物理量試驗正電荷空間某點的電場強(qiáng)度定義為置于該點的單位點電荷（又稱試驗電荷）受到的作用力，即根據(jù)上述定義，真空中靜止點電荷q激發(fā)的電場為:（R r r）1.靜電場散度和高斯定理 靜電場的散度（微分形式）靜電場的高斯定理（積分形式）i :sE（

5、r） dS v （r）dV0高斯定理表明：靜電場是有源場，電場線起始于正電荷，終止于負(fù)電荷。2.靜電場旋度和環(huán)路定理靜電場的旋度（微分形式）靜電場的環(huán)路定理（積分形式）rr2E（r）dl 0環(huán)路定理表明：靜電場是無旋場，是保守場，電場力做功和路徑無關(guān)。1. 安培力定律實驗表明，真空中的載流回路 C1對載流回路C2的作用力2、磁感應(yīng)強(qiáng)度B，單位為T （特斯拉）電流于其周圍空間中產(chǎn)生磁場，描述磁場分布的基本物理量是磁感應(yīng)強(qiáng)度 由安培定律r rQ蜒（才V2）彳；BN）3. 幾種典型電流分布的磁感應(yīng)強(qiáng)度載流直線段的磁感應(yīng)強(qiáng)度:e 嚴(yán)（C0S 1cos 2）有限長無限長B（o,o, z）rola2ez

6、2（a2 z2）32載流圓環(huán)軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度: 恒定場的散度（微分形式）磁通連續(xù)性原理（積分形式）rr?SB（r）dS 0磁通連續(xù)性原理表明：恒定磁場是無源場，磁場線是無起點和終點的閉合曲線。恒定磁場的旋度和安培環(huán)路定理恒定磁場的旋度（微分形式）安培環(huán)路定理（積分形式）CB（r） dl o SJ（r） dS。1安培環(huán)路定理表明：恒定磁場是有旋場，是非保守場、電流是磁場的旋渦源。2.4媒質(zhì)的電磁特性 媒質(zhì)對電磁場的響應(yīng)可分為三種情況：極化、磁化和傳導(dǎo)。描述媒質(zhì)電磁特性的參數(shù)為：介電常數(shù)、磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率。1.電介質(zhì)的極化現(xiàn)象電介質(zhì)的分子分為無極分子和有極分子。于電場作用下，介質(zhì)中無極分子的束縛電

7、荷發(fā)生位移，有極分子固有電偶極矩的取向趨于電場方向，這種現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的極化。通常，無極分子的極化稱為位移極 化，有分子的極化稱為取向極化。2.極化強(qiáng)度矢量P的物理意義：單位體積內(nèi)分子電偶極矩的矢量和。極化強(qiáng)度和電場強(qiáng)度有關(guān)，其關(guān)系壹般比較復(fù)雜。于線性、各向同性的電介質(zhì)中，和電場強(qiáng)度成正比,即電介質(zhì)的電極化率r r P e oE4. 電位移矢量介質(zhì)中的高斯定理介質(zhì)的極化過程包括倆個方面： 1外加電場的作用使介質(zhì)極化，產(chǎn)生極化電荷;2極化電荷反過來激發(fā)電場，倆者相互制約，且達(dá)到平衡狀態(tài)。無論是自由電荷，仍是極化電荷，它們均激發(fā)電場，服從同樣的庫侖定律和高斯定理。介質(zhì)中的電場應(yīng)該是外加電場和極化電

8、荷產(chǎn)生的電場的疊加，應(yīng)用高斯定理得到:sE dSV(p)dV卩dSV dV介質(zhì)中的高斯定理積分形式即任意閉合曲面電位移矢量D的通量等于該曲面包含自由電荷的代數(shù)和小結(jié)：靜電場是有源無旋場，電介質(zhì)中的基本方程為5.電介質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系D dSdV?C Er(rr) dlr極化強(qiáng)度 P 和電場強(qiáng)度 E 之間的關(guān)系由介質(zhì)的性質(zhì)決定。對于線性各向同性介質(zhì)，和 E 有簡單的線性關(guān)系D 0(1 e )E E r 0E于這種情況下2.4.2 磁介質(zhì)的磁化磁場強(qiáng)度 于外磁場作用下，分子磁矩定向排列，宏觀上顯示出磁性，這種現(xiàn)象稱為磁介質(zhì)的磁化。2. 磁化強(qiáng)度矢量 M磁化強(qiáng)度 M 是描述磁介質(zhì)磁化程度的物理量，定義為單

9、位體積中的分子磁矩的矢量和，即單位為 A/m 。4.磁場強(qiáng)度介質(zhì)中安培環(huán)路定理外加磁場使介質(zhì)發(fā)生磁化， 磁化導(dǎo)致磁化電流。 磁化電流同樣也激發(fā)磁感應(yīng)強(qiáng)度，倆種相互作用達(dá)到平衡，介質(zhì)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B 應(yīng)是所有電流源激勵的結(jié)果：B0 (J JM )J、JM分別是傳導(dǎo)電流密度和磁化電流密度。B 0(H M) 定義磁場強(qiáng)度 H 為： 則得到介質(zhì)中的安培環(huán)路定理為：H (r) J(r )B(r) 0磁通連續(xù)性定理為小結(jié)：恒定磁場是有源無旋場，磁介質(zhì)中的基本方程為C H (r) dl sJ(r)dS5.磁介質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系sB(r) dS 0磁化強(qiáng)度M和磁場強(qiáng)度H之間的關(guān)系由磁介質(zhì)的物理性質(zhì)決定，對于線性各向

10、同性介質(zhì),之間存于簡單的線性關(guān)系：Xm稱為介質(zhì)的磁化率此時Bo(1m)HH對于線性和各向同性導(dǎo)電媒質(zhì)，媒質(zhì)內(nèi)任壹點的電流密度矢量J和電場強(qiáng)度E成正比，表示為這就是歐姆定律的微分形式。式中的比例系數(shù)6稱為媒質(zhì)的電導(dǎo)率，單位是S/m （西門子/米）。電磁感應(yīng)定律一一揭示時變磁場產(chǎn)生電場位移電流一一揭示時變電場產(chǎn)生磁場重要結(jié)論：于時變情況下，電場和磁場相互激勵，形成統(tǒng)壹的電磁場。對感應(yīng)電場的討論：感應(yīng)電場是由變化的磁場所激發(fā)的電場；感應(yīng)電場是有旋場；感應(yīng)電場不僅存于于導(dǎo)體回路中，也存于于導(dǎo)體回路之外的空間;ddtr rsBgdS對空間中的任意回路（不壹定是導(dǎo)體回路）C,均有推廣的法拉第電磁感應(yīng)定律全

11、電流定律：H J -Dt全電流定律揭示不僅傳導(dǎo)電流激發(fā)磁場，變化的電場也能夠激發(fā)磁場。它和變化的磁場激發(fā)電場形位移電流密度電位移矢量隨時間的變化率，能像電流壹樣產(chǎn)生磁場，故稱“位移電流”。位移電流只表示電場的變化率，和傳導(dǎo)電流不同，它不產(chǎn)生熱效應(yīng)。位移電流的引入是建立麥克斯韋方程組的至關(guān)重要的壹步，它揭示了時變電場產(chǎn)生磁場這壹重要的 物理概念。注：于絕緣介質(zhì)中，無傳導(dǎo)電流，但有位移電流；于理想導(dǎo)體中，無位移電流，但有傳導(dǎo)電流；于壹般介質(zhì)中，既有傳導(dǎo)電流，又有位移電流。2.6麥克斯韋方程組麥克斯韋方程組一一宏觀電磁現(xiàn)象所遵循的基本規(guī)律，是電磁場的基本方程SJ dSV dV各向同性線性媒質(zhì)的本構(gòu)關(guān)

12、系為D E B H代入麥克斯韋方程組中，有：均勻媒質(zhì)時時變電場的激發(fā)源除了電荷以外,仍有變化的磁場;rt而時變磁場的激發(fā)源除了傳導(dǎo)電流以外,仍有變化的電場。電場和磁場互為激發(fā)源，相互激發(fā)。時變電磁場的電場和磁場不再相互獨立，而是相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成壹個整體電磁場。電場和磁場 分別是電磁場的倆個分量。于離開輻射源（如天線） 的無源空間中，電荷密度和電流密度矢量為零，電場和磁場仍然能夠相互 激發(fā)，從而于空間形成電磁振蕩且傳播，這就是電磁波。于無源空間中，倆個旋度方程分別為能夠見到倆個方程的右邊相差壹個負(fù)號，而正是這個負(fù)號使得電場和磁場構(gòu)成壹個相互激勵又相互制約的關(guān)系。當(dāng)磁場減小時，電場的漩渦源為正，電場

13、將增大；而當(dāng)電場增大時，使磁場增大， 磁場增大反過來又使電場減小。2.7.1邊界條件壹般表達(dá)式en (已H2)Js電位的微分方程en(E1E2)0于均勻介質(zhì)中，有en (B1B2) 02en (D1D2)S于無源區(qū)域，3.1.4靜電場的能量靜電場最基本的特征是對電荷有作用力，這表明靜電場具有能量。靜電場能量來源于建立電荷系統(tǒng)的過程中外源提供的能量（或充電）過程。于此過任何形式的帶電系統(tǒng)，均要經(jīng)過從沒有電荷分布到某個最終電荷分布的建立 程中，外加電源必須克服電荷之間的相互作用力而作功。2. 電場能量密度 從場的觀點來見，靜電場的能量分布于電場所于的整個空間。對于線性、各向同性介質(zhì)，則有1 r r

14、 i r r i 2weD E 丄 E EE22 2 2電場能量密度：電場的總能量:虛位移法：假設(shè)第i個帶電導(dǎo)體于電場力Fi的作用下發(fā)生位移d A = Fidgi，系統(tǒng)的靜電能量改變?yōu)?dWe。根據(jù)能量守恒定律，該系統(tǒng)的功能關(guān)系為 其中dWS是和各帶電體相連接的外電源所提供的能量。恒定電場和靜電場均是有源無旋場，具有相同的性質(zhì)。恒定電場和靜電場重要區(qū)別：(1 )恒定電場能夠存于導(dǎo)體內(nèi)部。(2)恒定電場中有電場能量的損耗 ，要維持導(dǎo)體中的恒定電流， 就必須有外加電源來不斷補(bǔ)充被損 耗的電場能量。恒定電場和靜電場的比擬 如果倆種場，于壹定條件下，場方程有相同的形式，邊界形狀相同，邊界條件等效，則其

15、解也必有相同的形式，求解這倆種場分布必然是同壹個數(shù)學(xué)問題。只需求出壹種場的解， 就能夠用對應(yīng)的物 理量作替換而得到另壹種場的解。這種求解場的方法稱為比擬法。r的梯度以后，仍然表示同壹個磁rA () A磁矢位的任意性 和電位壹樣，磁矢位也不是惟壹確定的，它加上任意壹個標(biāo)量A場，即即磁矢位的任意性是因為只規(guī)定了它的旋度,沒有規(guī)定其散度造成的。 為了得到確定的 A，能夠?qū)的散度加以限制，于恒定磁場中通常規(guī)定A =0,且稱為庫侖規(guī)范。磁矢位的微分方程r rH J矢量泊松方程2a J2a 0于無源區(qū)：矢量拉普拉斯方程標(biāo)量磁位的邊界條件mlm21n2n2自感設(shè)回路C中的電流為I,所產(chǎn)生的磁場和回路 C交

16、鏈的磁鏈為，則磁鏈 和回路C中的電流I有正比關(guān)系，其比值稱為回路 C的自感系數(shù)，簡稱自感特點自感只和回路的幾何形狀、尺寸以及周圍磁介質(zhì)有關(guān)，和電流無關(guān)。粗導(dǎo)體回路的自感：L=Li+Lo 內(nèi)自感；一一外自感3. 互感對倆個彼此鄰近的閉合回路磁鏈和C1和回路C2，當(dāng)回路C1中通過電流I1時,不僅和回路 C1交鏈的M 2121I1成正比，而且和回路 C2交鏈的磁鏈12也和I1成正比，其比例系數(shù) 稱為回路C1對回路C2的互感系數(shù)，簡稱互感?；ジ械奶攸c：互感只和回路的幾何形狀、尺寸、倆回路的相對位置以及周圍磁介質(zhì)有關(guān)，而和電流無關(guān)。滿足互易關(guān)系，即M12= M214.紐曼公式M 21 M12M 40 蜒

17、 C2ddl2于恒定磁場建立過程中，電源克服感應(yīng)電動勢作功所供給的能量，就全部轉(zhuǎn)化成磁場能量。2.磁場能量密度從場的觀點來見，磁場能量分布于磁場所于的整個空間。磁場能量密度：磁場的總能量:1 B HdV2 V對于線性、各向同性介質(zhì)，則有Wm 1 B HdV 1 H HdV - H 2dVm 2 v2 v2 v3.4.2惟壹性定理于場域V的邊界面S上給定或的值，則泊松方程或拉普拉斯方程于場域V具有惟壹值。II惟壹性定理的重要意義給出了靜態(tài)場邊值問題具有惟壹解的條件為靜態(tài)場邊值問題的各種求解方法提供了理論依據(jù)為求解結(jié)果的正確性提供了判據(jù)結(jié)論：所謂鏡像法是將不均勻電荷分布的作用等效為點電荷或線電荷的

18、作用。鏡像法的原理用位于場域邊界外虛設(shè)的較簡單的鏡像電荷分布來等效替代該邊界上未知的較為復(fù)雜的電荷分布，從而將原含該邊界的非均勻媒質(zhì)空間變換成無限大單壹均勻媒質(zhì)的空間，使分析計算過程得以明顯簡化的壹種間接求解法。4. 鏡像法應(yīng)用的關(guān)鍵點鏡像電荷的確定像電荷的個數(shù)、位置及其電量大小一一“三要素”；等效求解的“有效場域”。5 .確定鏡像電荷的倆條原則像電荷必須位于所求解的場區(qū)域以外的空間中；像電荷的個數(shù)、位置及電荷量的大小以滿足所求解的場區(qū)域的邊界條件來確定。3.6分離變量法將偏微分方程中含有 n個自變量的待求函數(shù)表示成n個各自只含壹個變量的函數(shù)的乘積，把偏微分方程分解成n個常微分方程，求出各常微

19、分方程的通解后，把它們線性疊加起來，得到級數(shù)形 式解，且利用給定的邊界條件確定待定常數(shù)。分離變量法的理論依據(jù)是惟壹性定理 4.1波動方程麥克斯韋方程組-波動方程于無源空間中，設(shè)媒質(zhì)是線形、各向同性且無損耗的均勻媒質(zhì)，則有2H2ht2電磁波動方程應(yīng)用洛侖茲條件的特點： 位函數(shù)滿足的方程于形式上是對稱的，且比較簡單,易求解；解的物理意義非常清楚，明確地反映出電磁場具有有限的傳遞速度；矢量位只決定于J,標(biāo)量位只決定于p,這對求解方程特別有利。只需解出A,無需解出就可得到待求的電場和磁場。電場能量密度：磁場能量密度:1wm- H B2電磁能量密度:1廠f1fwWeWmE DH B22空間區(qū)域V中的電磁

20、能量: 特點：當(dāng)場隨時間變化時，空間各點的電磁場能量密度也要隨時間改變，從而引起電磁能量流動II坡印廷定理表征電磁能量守恒關(guān)系的定理11（E H） -（?E D 2h b e j微分形式：積分形式：物理意義：單位時間內(nèi)，通過曲面S進(jìn)入體積V的電磁能量等于體積 V中所增加的電磁場能量和損耗的能量之和。坡印廷矢量（電磁能流密度矢量）定義：（w/m2） E H物理意義：S的方向電磁能量傳輸?shù)姆较騍的大小一一通過垂直于能量傳輸方向的單位面積的電磁功率II時諧電磁場的概念如果場源以壹定的角頻率隨時間呈時諧（正弦或余弦）變化，則所產(chǎn)生電磁場也以同樣的角頻率隨時間呈時諧變化。這種以壹定角頻率作時諧變化的電磁

21、場，稱為時諧電磁場或正弦電磁場。I有關(guān)復(fù)數(shù)表示的進(jìn)壹步說明 復(fù)數(shù)式只是數(shù)學(xué)表示方式，不代表真實的場E( z,t)Ei(z,t)E2(z,t)真實場是復(fù)數(shù)式的實部，即瞬時表達(dá)式例題：已知正弦電磁場的電場瞬時值為 由于時間因子是默認(rèn)的，有時它不用寫出來，只用和坐標(biāo)有關(guān)的部份就可表示復(fù)矢量式中 試求：（1）電場的復(fù)矢量；（2）磁場的復(fù)矢量和瞬時值。解：（1）因為故電場的復(fù)矢量為E（z） ex0.03e j /2 0.04e j /3e jkz（2 ）由復(fù)數(shù)形式的麥克斯韋方程，得到磁場的復(fù)矢量rr t r磁場強(qiáng)度瞬時值 H（z,t） ReH（z）ejt eyk7.6 singt kz）4.5.4亥姆霍

22、茲方程 于時諧時情況下，將、，即可得到復(fù)矢量的波動方程，稱為亥姆霍茲方程。瞬時矢量復(fù)矢量2e2t0理想介質(zhì)2h2t(k廠)導(dǎo)電媒質(zhì)2E2Hr E tr HrE2rH2例4.5.4已知無源的自由空間中,電磁場的電場強(qiáng)度復(fù)矢量為，其中rEz)eEoreyk和E0為常數(shù)。求:(1 )磁場強(qiáng)度復(fù)矢量 H ; (2 )瞬時坡印廷矢量 S;(3 )平均坡印廷矢量Sav。解：(1)由得H(z)1j 0丄(j 0()(ey&ejkz) zjkZ)ex 匝 ejkz0H(zt) ReH(z)ejt(2 )電場和磁場的瞬時值為£匹 cos(t kz0瞬時坡印廷矢量為(3 )平均坡印廷矢量為t r

23、Sdt02 rSdt2 0或直接積分，得r 1 SavT例已知真空中電磁場的電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度矢量分別為ezcos2( t kz)dt其中E0、H0和k為常數(shù)。求0 (1) w和wav ； (2)S和Sav。解:wwe1 r r r r 1wm 2(EgD BgH) 2(0E0H2)由于2 20E0 cos ( t2 2kz) 0H0 cos ( tkz)所以Wavweavwmav-Re(E cD BgH )丄(440Eo例4.5.6已知截面為的矩形金屬波導(dǎo)中電磁場的復(fù)矢量為SavezE°cos2(0JE2E001Re(Er2kz)0H0)(2)ax j zEey jH0 sin e

24、 Ja式中H0H 3、（eX、禽是常數(shù)。試求ezH61cbs瞬時坡印廷矢量；（2）平均坡印廷矢量。aa解：（1 ） E和H的瞬時值為r axH(x,z,t) ReHeJ exH0 sin sin( t z)a所以瞬時坡印廷矢量 S(x,乙t) E(x,z,t) H (x,乙t)2 x2 z)（2 ）平均坡印廷矢量H0sin( )sin( 2 ta相位常數(shù)k :表示波傳播單位距離的相位變化ez（淪渦的（z)真空中由于故例 5.1.1r=2.26wewmz E頻率為 9.4GHz。若磁場的振幅為WavEm12的均勻平面波于聚乙烯中傳播，設(shè)其為無耗材料，相對介電常數(shù)為ezE21m 廠WavV7mA/

25、m ，求相速、波長、波阻抗和電場強(qiáng)度的幅值。解：由題意因此VV0Vo_2.261.996 108m/s3772512.26例5.1.2均勻平面波的磁場強(qiáng)度的振幅為ezey3A/m，以相位常數(shù)為30rad/m于空氣中沿方向傳播。當(dāng)t=0和z=0時，若取向為，試寫出和的表示式，且求出頻率和波長。解：以余弦為基準(zhǔn)，直接寫出H(z,t)eycos(tz)A/m因故30 rad/m3 108/1545 1081.43910 HzV/m求于z=z0處垂直穿過半徑R=2.5m的圓平面的平均功率。解：電場強(qiáng)度的復(fù)數(shù)表示式為ex50e jkz自由空間的本征阻抗為r Eey 0r 5ey12e jkz A/m故得

26、到該平面波的磁場強(qiáng)度于是，平均坡印廷矢量Pavr r 125sSa -R2125122.5265.1 W垂直穿過半徑R=2.5m 的圓平面的平均功率5.2.2線極化波或特點：合成波電場的大小隨時間變化但其矢端，軌跡和x軸的夾角始終保持不變。當(dāng)它們的相位相同或相差為結(jié)論：任何倆個同頻率、同傳播方向且極化方向互相垂直的線極化波,±冗時，其合成波為線極化波。5.2.3圓極化波條件特點：合成波電場的大小不隨時間改變，但方向卻隨時間變化，電場的矢端于壹個圓上且以角速度當(dāng)它們的振幅相同、3旋轉(zhuǎn)結(jié)論：任何倆個同頻率、同傳播方向且極化方向互相垂直的線極化波,相位差為土 n/2時，其合成波為圓極化波。

27、右旋圓極化波：若0x 0y = n/2，則電場矢端的旋轉(zhuǎn)方向和電磁波傳播方向成右手螺旋關(guān)系，稱 為右旋圓極化波左旋圓極化波：若0X 0y = n/2，則電場矢端的旋轉(zhuǎn)方向和電磁波傳播方向成左手螺旋關(guān)系，稱為左旋圓極化波524橢圓極化波特點：合成波電場的大小和方向均隨時間改變，其端點于壹個橢圓上旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電媒質(zhì)的典型特征是電導(dǎo)率工0電磁波于導(dǎo)電媒質(zhì)中傳播時，有傳導(dǎo)電流J= E存于，同時伴隨著電磁能量的損耗電磁波的傳播特性和非導(dǎo)電媒質(zhì)中的傳播特性有所不同5.3.1導(dǎo)電媒質(zhì)中的均勻平面波波動方程2E k；E 0導(dǎo)電媒質(zhì)中均勻平面波的傳播特點電場強(qiáng)度E、磁場強(qiáng)度H和波的傳播方向相互垂直，是橫電磁波（ TE

28、M波）;媒質(zhì)的本征阻抗為復(fù)數(shù)，電場和磁場不同相位，磁場滯后于電場角；于波的傳播過程中，電場和磁場的振幅呈指數(shù)衰減；波的傳播速度（相度）不僅和媒質(zhì)參數(shù)有關(guān)，而和頻率有關(guān)（有色散）。趨膚效應(yīng)：電磁波的頻率越高，衰減系數(shù)越大，高頻電磁波只能存于于良導(dǎo)體的表面層內(nèi)，稱為趨膚效應(yīng)。趨膚深度（）:電磁波進(jìn)入良導(dǎo)體后， 其振幅下降到表面處振幅的1/e時所傳播的距離。即例5.3.2 載頻為f=100kHz 的窄頻帶信號于海水中傳播，試求群速。解：海水的參數(shù)： =4S/mr=81r=1，當(dāng)f=100kHz時，有可視為良導(dǎo)體得dvp例6.3.1壹圓極化波以入射角Bi=n/3從媒質(zhì)1群速：vg界角，且指出此時反射波

29、是什么極化？d .廠 631 1 （631、）（參數(shù)為尸、=4 e0）斜入射至空氣。試求臨5 105631 16510 m/s > vp 5 10 m/s1 vp 2-解：臨界角為 可見入射角Bi=n/3大于臨界角Be =n/6，此時發(fā)生全反射。入射的圓極化波能夠分解成平行極化和垂直極化的倆個線極化波，雖然倆個線極化波的反射系數(shù)的大小此時均為1，但它們的相位差不等于土 n /2，因此反射波是橢圓極化波。例6.3.3壹平面波從介質(zhì)1斜入射到介質(zhì)和空氣的分界面，試計算：（1）當(dāng)介質(zhì)1分別為水才=81、玻璃才=9和聚苯乙烯sr = 1.56時的臨界角9e; （ 2 ）若入射角0i= 0b，則波

30、全部透射入空氣。上述三種介質(zhì)的0i= ?解：介質(zhì)臨界角布儒斯特角aresin( ., 2 / 1)6.38019.47°玻璃聚苯乙烯38.68°1 0, 26.4.1垂直極化波對理想導(dǎo)體表面的斜入射設(shè)媒質(zhì)1為理想介質(zhì)，媒質(zhì) 2為理想導(dǎo)電體，即則媒質(zhì)2的波阻抗為2e COS i1 e eos t2e eos i1e eOs t2 2eCOS i2e eos i 1 e eos t得到此結(jié)果表明，當(dāng)平面波向理想導(dǎo)體表面斜投射時，無論入射角如何，均會發(fā)生全反射。因為電磁波無法進(jìn)入理想導(dǎo)體內(nèi)部，入射波必然被全部反射。例642已知空氣中磁場強(qiáng)度為的均勻平面波，向位于 z=0處的理想導(dǎo)體斜入射。求：（1）入射角；（2 ）入射波電場；（3 ）反射波電場和磁場；（4 ）合成波的電場和磁場；（5 ）導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電