《電磁場(chǎng)與電磁波》課件-6.6節(jié)

6.6對(duì)平面邊界的垂直入射

對(duì)介質(zhì)——理想導(dǎo)體平面邊界的垂直入射對(duì)介質(zhì)——介質(zhì)平面邊界的垂直入射媒質(zhì)2媒質(zhì)1垂直入射1.

垂直入射概要z軸

透射波入射波反射波在媒質(zhì)2中只有沿+z方向傳播的電磁波在媒質(zhì)1中電磁場(chǎng)為入射波與反射波的疊加2.兩種一般媒質(zhì)反射波的電、磁場(chǎng)入射EiHi透射EtHt反射ErHr設(shè)入射波的電場(chǎng)為x軸取向的線極化波zxy

1,

1,

1

2,

2,

2入射波的電、磁場(chǎng)媒質(zhì)中的電、磁場(chǎng)入射EiHi透射EtHt反射ErHrzxy

1,

1,

1

2,

2,

2最后應(yīng)用z=0處的邊界條件確定各媒質(zhì)中的場(chǎng)媒質(zhì)1中的合成電、磁場(chǎng)媒質(zhì)2中的電、磁場(chǎng)導(dǎo)電媒質(zhì)表面的反射與透射3.理想介質(zhì)與理想導(dǎo)體分界面理想介質(zhì)的傳播常數(shù)為波阻抗為入射EiHi反射ErHrzxy

1,

1

2=

理想導(dǎo)體E2=0H2=0媒質(zhì)1中的電、磁場(chǎng)利用z=0上電場(chǎng)切向分量連續(xù)的邊界條件(1)反射與透射系數(shù)

理想介質(zhì)與理想導(dǎo)體的分界面有：反射系數(shù)R=Erm/Eim透射系數(shù)T=Etm/Eim入射EiHi反射ErHrzxy

1,

1

2=

理想導(dǎo)體(2)媒質(zhì)1中的場(chǎng)電場(chǎng)波節(jié)點(diǎn)電場(chǎng)波腹點(diǎn)電場(chǎng)和磁場(chǎng)在時(shí)間上有90°的相位差電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向在空間相互垂直電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間上有90°的相位差純駐波(3)駐波(絕對(duì)值)波節(jié)點(diǎn)波腹點(diǎn)位置固定不動(dòng)的波叫做駐波.結(jié)論電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間上有90°的相差媒質(zhì)1中的合成電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間相互垂直。合成電場(chǎng)的振幅隨距離z按正弦規(guī)律變化駐波只是電磁能量的振蕩，而沒有能量的傳輸。電場(chǎng)和磁場(chǎng)在時(shí)間上有90°的相差，其平均坡印廷矢量等于零。4.兩種理想電介質(zhì)分界面

設(shè)在介質(zhì)1中的傳播常數(shù)為波阻抗為設(shè)媒質(zhì)2的傳播常數(shù)為波阻抗為入射EiHi透射EtHt反射ErHrzxy

1,

1

2,

2(1)媒質(zhì)中的電磁場(chǎng)媒質(zhì)1中的電、磁場(chǎng)的表達(dá)式為媒質(zhì)2中電、磁場(chǎng)的表達(dá)式為(2)反射和透射系數(shù)分界面處的反射系數(shù)和透射系數(shù)分別為利用在z=0的分界面上切向電場(chǎng)和切向磁場(chǎng)連續(xù)的邊界條件顯然有1+R=T(3)行駐波媒質(zhì)1中存在著入射波和反射波這兩個(gè)成分。入射波的振幅總是大于反射波的振幅。媒質(zhì)1中的波是行波和駐波之和，稱為行駐波。結(jié)論若

2>

1，在分界面上反射波電場(chǎng)與入射波電場(chǎng)同相，在界面上必定出現(xiàn)電場(chǎng)波腹點(diǎn)；若

2<

1，分界面上反射波電場(chǎng)與入射波電場(chǎng)反相，則在界面上必定出現(xiàn)電場(chǎng)波節(jié)點(diǎn)。電磁場(chǎng)在空間的振幅分布有極大值和極小值，極大值點(diǎn)稱為波腹點(diǎn)，極小值點(diǎn)稱為波節(jié)點(diǎn)。波腹點(diǎn)的值不等于原入射成分的兩倍，波節(jié)點(diǎn)值不為零（與駐波不同）。在媒質(zhì)2中，傳輸?shù)娜詾樾胁?。在媒質(zhì)1中，傳輸?shù)臑樾旭v波。理想介質(zhì)表面的反射和透射[例6-8]平面電磁波在

1=9

0的媒質(zhì)1中沿+z方向傳播，在z=0處垂直入射到

2=4

0的媒質(zhì)2中。若來波在分界面處最大值為0.1V/m，極化為+x方向，角頻率為300Mrad/s，求反射系數(shù)和透射系數(shù)；