文档介绍：第5章均匀平面波在无界空间中的传播
理想介质中的平面波
电磁波的极化
均匀平面波在导电媒质中传播
色散和群速
均匀平面波在各向异性媒质中的传播
理想介质中的均匀平面波
均匀平面波:电磁波的场矢量只沿着它的传播方向变化,在与波传播方向垂直的无限大平面内,电场强度和磁场强度的方向、振幅和相位都保持不变。
均匀平面波是一种理想情况,这种波实际上并不存在。但在距离波源足够远的地方,呈球面的波阵面上的一小部分可以近似看作均匀平面波。
E
H
z
波传播方向
均匀平面波
波阵面
x
y
o
理想介质中的均匀平面波函数
理想介质(σ=0,ε、μ为实常数)中的无源区域
直角坐标系中均匀平面波沿z方向传播,则
+z向传播的波(正向行波)
-z向传播的波(反向行波)
电磁波传播方向
正向行波
:场强振幅
:时间相位
:空间相位
等相位面:
空间相位相同的场点组成的曲面。(波前、波面)
平面波:
均匀平面波:等相位面上场强均匀分布。
等相位面为平面。
周期:时间相位ωt变化2π所经历的时间。
频率: 1s内相位变化2 π时间次数。
理想介质中的均匀平面波的传播特点
E
H
z
波传播方向
均匀平面波
波阵面
x
y
o
相速: 等相位面传播的速度。
电磁波在真空中传播速度等于光速。
一般媒质,ε>ε0,μ≈μ0
慢波
波长λ:空间相位kz变化2π所经过的距离。(相位波长)
波数k:2π的空间距离内所包含的波长数。
η为波阻抗,媒质的本征阻抗(或特性阻抗),单位为Ω
处处同相, 振幅之比为媒质的本征阻抗,η为实数。
互相垂直, 都与传播方向互相垂直, 都无纵向分量横电磁波,TEM(Transeverse ic Wave), 成右手螺旋。
频率为100Mz的均匀电磁波,在一无耗媒质中沿+z 方向传播,其电场。已知该媒质的相对介电常数εr = 4、相对磁导率μr =1 ,且当t = 0、z =1/8 m 时,电场幅值为10-4 V/m 。试求电场强度和磁场强度的瞬时表示式。
解:设电场强度的瞬时表示式为
t = 0、z =1/8 m 时,电场达到幅值,得