41电动力学.pptx
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1、电磁波的传播 第四章第四章本章重点:本章重点:1、电磁场波动方程、亥姆霍兹方程和平面电磁波、电磁场波动方程、亥姆霍兹方程和平面电磁波2、反射和折射定律的导出、振幅的位相关系、偏振、反射和折射定律的导出、振幅的位相关系、偏振3、导体内的电磁波特性、良导体条件、趋肤效应、导体内的电磁波特性、良导体条件、趋肤效应4、了解谐振腔和波导管中电磁波的运动形式、了解谐振腔和波导管中电磁波的运动形式本章难点:本章难点:1、振幅的位相关系、振幅的位相关系2、导体内电磁波的运动、导体内电磁波的运动3、波导管中电磁波解的过程、波导管中电磁波解的过程机动 目录 上页 下页 返回 结束 引引 言言 电电电电磁磁磁磁波波
2、波波传传传传播播播播问问问问题题题题在在在在无无无无线线线线电电电电通通通通讯讯讯讯、光光光光信信信信息息息息处处处处理理理理、微微微微波技术、雷达和激光等领域都有着重要的应用。波技术、雷达和激光等领域都有着重要的应用。波技术、雷达和激光等领域都有着重要的应用。波技术、雷达和激光等领域都有着重要的应用。随随随随时时时时间间间间变变变变化化化化的的的的运运运运动动动动电电电电荷荷荷荷和和和和电电电电流流流流辐辐辐辐射射射射电电电电磁磁磁磁场场场场,电电电电磁磁磁磁场场场场在在在在空空空空间间间间互互互互相相相相激激激激发发发发,在在在在空空空空间间间间以以以以波波波波动动动动的的的的形形形形式式
3、式式存存存存在在在在,这这这这就是电磁波。就是电磁波。就是电磁波。就是电磁波。传传传传播播播播问问问问题题题题是是是是指指指指:研研研研究究究究电电电电磁磁磁磁场场场场在在在在空空空空间间间间存存存存在在在在一一一一定定定定介介介介质质质质和和和和导导导导体体体体的的的的情情情情况况况况下下下下的的的的波波波波动动动动。在在在在真真真真空空空空与与与与介介介介质质质质、介介介介质质质质与与与与介介介介质质质质、介介介介质质质质与与与与导导导导体体体体的的的的分分分分界界界界面面面面上上上上,电电电电磁磁磁磁波波波波会会会会产产产产生生生生反反反反射射射射、折折折折射射射射、衍衍衍衍射射射射和和
4、和和衰衰衰衰减减减减等等等等等等等等,因因因因此此此此传传传传播播播播问问问问题题题题本本本本质质质质上上上上是是是是边边边边值问题。值问题。值问题。值问题。机动 目录 上页 下页 返回 结束 1 平面电磁波平面电磁波 电电磁磁波波在在空空间间传传播播有有各各种种各各样样的的形形式式,最最简简单单、最最基基本本的的波波型是平面电磁波。型是平面电磁波。一、电磁场波动方程一、电磁场波动方程 1 1自由空间电磁场的自由空间电磁场的 基本方程基本方程 2 2真空中的波动方程真空中的波动方程机动 目录 上页 下页 返回 结束 能否直接用到介质中?能否直接用到介质中?3 3介质的色散介质的色散 若电磁波仅
5、有一种频率成分若电磁波仅有一种频率成分 若电磁波具有各种频率成分,则:若电磁波具有各种频率成分,则:实际上具有各种成分的电磁波可以写为:实际上具有各种成分的电磁波可以写为:机动 目录 上页 下页 返回 结束 对均匀介质,的对均匀介质,的现象称为介质的色散。现象称为介质的色散。电磁波动在介质电磁波动在介质中一般频率成分中一般频率成分不是单一的,可不是单一的,可能含有各种成分能含有各种成分。由由此此可可知知,由由于于 以以及及 ,而而不不能能将将真真空空中中的的波波动动方方程程简简单单地地用用 代代 、代代 转转化化为为介介质中的波动方程。质中的波动方程。4 4时谐波(又称定态波)及其方程时谐波(
6、又称定态波)及其方程时谐波是指以单一频率时谐波是指以单一频率 做正弦(或余弦)振荡的做正弦(或余弦)振荡的电磁波(又称为单色波或者定态电磁波)。电磁波(又称为单色波或者定态电磁波)。这这种种波波的的空空间间分分布布与与时时间间t t无无关关,时时间间部部分分可可以以表表示为示为 ,因此有以下关系成立:,因此有以下关系成立:机动 目录 上页 下页 返回 结束 对单一频率对单一频率 、成立。介质中波动方程为:成立。介质中波动方程为:(或者(或者 )同同样样机动 目录 上页 下页 返回 结束 对定态波对定态波称称为为时时谐谐波波的的亥亥姆姆霍霍兹兹方方程(其中程(其中 称为波矢量)称为波矢量)同理可
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