平面电磁波的传播(ppt 212页)

平面电磁波的传播目录：
第1节、平面电磁波
第2节、电磁波在介质界面上的反射和折射
第3节、有导体存在时的电磁波
第4节、有界空间的电磁波

 

 

 

平面电磁波的传播内容提要：
本章在研究无界空间中平面电磁波的波动方程的基础上，给出介质中的电磁波传播特性；从边值关系着手，研究电磁波在介质界面上的反射和折射问题，从电磁场理论导出光学中的反射和折射定律；通过引入导体的复介电系数，研究了有导体存在时的电磁波传播问题，推出导体中的电磁波传播特性；研究了有界空间的电磁波传播行为，以谐振腔和波导为例阐述了电磁波边值问题的解法。
传播问题是指：研究电磁场在空间存在一定介质和导体的情况下的波动。在真空与介质、介质与介质、介质与导体的分界面上，电磁波会产生反射、折射、衍射和衰减等等，因此传播问题本质上是边值问题。电磁波传播问题在无线电通讯、光信息处理、微波技术、雷达和激光等领域都有着重要的应用。无界空间中，电磁波最基本的存在形式为平面电磁波，它的电场和磁场都作横向振荡，称这种波为横电磁（TEM）波。在有导体存在时，由于电磁波与导体相互作用，电磁波主要是在导体以外的空间或绝缘介质内传播，只有很小部分的电磁能量才能透人导体浅表层内。在理想导体这一极限情形下，电磁波几乎全被导体反射，进入导体的穿透深度趋于零，即便有电磁波透入，能量也很小，且只限于表层内。因此，导体表面自然构成电磁波存在的边界。这一点有广泛应用，如可用金属制成波导管——中空金属管，用来传输电磁能量，以及中空的金属腔——用来产生一定频率的电磁振荡。谐振腔是中空的金属腔（如矩形六面体谐振腔等），电磁波在腔内以某些特定频率振荡，管壁（边界）制约着管内的电磁波形态；波导是中空的金属管，管内以全反射的方式传送电磁波。

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