ch6 均勻平面波的反射與透射_第1頁(yè)
ch6 均勻平面波的反射與透射_第2頁(yè)
ch6 均勻平面波的反射與透射_第3頁(yè)
ch6 均勻平面波的反射與透射_第4頁(yè)
ch6 均勻平面波的反射與透射_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩19頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

第6章均勻平面波的反射與透射

當(dāng)電磁波在傳播過(guò)程中遇到不同媒質(zhì)的分界面時(shí),因?yàn)椴煌劫|(zhì)有不同的波阻抗,所以電磁波在不同媒質(zhì)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的復(fù)振幅比值不同。

電磁波既要滿足邊界面兩側(cè)的媒質(zhì)中的傳播規(guī)律,又要滿足分界面上邊界條件。

一般除了在第二種媒質(zhì)中有透射波外,在第一種媒質(zhì)中還有由分界面反射回來(lái)的反射波。

現(xiàn)象:電磁波入射到不同媒質(zhì)分界面上時(shí),一部分波被分界面反射,一部分波透過(guò)分界面。均勻平面波垂直入射到兩種不同媒質(zhì)的分界平面

入射方式:垂直入射、斜入射;

媒質(zhì)類型:理想導(dǎo)體、理想介質(zhì)、導(dǎo)電媒質(zhì)

電場(chǎng)、磁場(chǎng)與傳播方向符合右手螺旋關(guān)系。6.1.1對(duì)理想導(dǎo)體表面的垂直入射x媒質(zhì)1:媒質(zhì)2:zz=0y媒質(zhì)1為無(wú)耗媒質(zhì),σ1=0媒質(zhì)2為理想導(dǎo)體,σ2=∞媒質(zhì)1中的入射波:媒質(zhì)1中的反射波:則6.1均勻平面波對(duì)分界平面的垂直入射

媒質(zhì)1中合成波的電磁場(chǎng)為在分界面z=0上,電場(chǎng)與磁場(chǎng)均為該平面的切向分量。媒質(zhì)2為理想導(dǎo)體,電場(chǎng)強(qiáng)度切向分量連續(xù),有媒質(zhì)2為理想導(dǎo)體,電場(chǎng)和磁場(chǎng)均為零。故沒(méi)有透射波。

定義分界面上的反射系數(shù)Γ為反射波電場(chǎng)的振幅與入射波電場(chǎng)振幅之比、透射系數(shù)τ為透射波電場(chǎng)的振幅與入射波電場(chǎng)振幅之比,則

媒質(zhì)1中合成波的電磁場(chǎng)為合成波的平均能流密度矢量瞬時(shí)值形式

合成波的特點(diǎn)

媒質(zhì)1中的合成波是駐波。電場(chǎng)振幅的最大值為2Eim,最小值為0;磁場(chǎng)振幅的最大值為2Eim/η1,最小值也為0。

電場(chǎng)波節(jié)點(diǎn)(的最小值的位置):

電場(chǎng)波腹點(diǎn)(的最大值的位置)(n=0,1,2,3,…)(n=0,1,2,3,…)

坡印廷矢量的平均值為零,不發(fā)生能量傳輸過(guò)程,僅在兩個(gè)波節(jié)間進(jìn)行電場(chǎng)能量和磁場(chǎng)能的交換。

在時(shí)間上有π/2

的相移

在空間上錯(cuò)開(kāi)λ/4,電場(chǎng)的波腹(節(jié))點(diǎn)正好是磁場(chǎng)的波節(jié)腹)點(diǎn);

兩相鄰波節(jié)點(diǎn)之間任意兩點(diǎn)的電場(chǎng)同相。同一波節(jié)點(diǎn)兩側(cè)的電場(chǎng)反相

例6.1.1一均勻平面波沿+z方向傳播,其電場(chǎng)強(qiáng)度矢量為

解:(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的復(fù)數(shù)表示(1)求相伴的磁場(chǎng)強(qiáng)度;(2)若在傳播方向上z=0處,放置一無(wú)限大的理想導(dǎo)體平板,求區(qū)域z<0中的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度;(3)求理想導(dǎo)體板表面的電流密度。則寫(xiě)成瞬時(shí)表達(dá)式

(2)反射波的電場(chǎng)為反射波的磁場(chǎng)為在區(qū)域z<0的合成波電場(chǎng)和磁場(chǎng)分別為(3)理想導(dǎo)體表面電流密度為6.1.2對(duì)無(wú)耗媒質(zhì)分界面的垂直入射設(shè)兩種媒質(zhì)均為理想介質(zhì),即

1=2=0x介質(zhì)1:介質(zhì)2:zz=0y媒質(zhì)1中的入射波:媒質(zhì)1中的反射波:媒質(zhì)1中的合成波:媒質(zhì)2中的透射波:在分界面z=0上,電場(chǎng)與磁場(chǎng)均為該平面的切向分量。媒質(zhì)為無(wú)耗媒質(zhì),有,電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度切向分量連續(xù),即

定義分界面上的反射系數(shù)Γ為反射波電場(chǎng)的振幅與入射波電場(chǎng)振幅之比、透射系數(shù)τ為透射波電場(chǎng)的振幅與入射波電場(chǎng)振幅之比,則

討論:

若和是復(fù)數(shù),表明反射波和透射波的振幅和相位與入射

波都不同。

若媒質(zhì)2理想導(dǎo)體,即2=,則η2=0,故有

若兩種媒質(zhì)均為理想介質(zhì),即1=2=0,則得到媒質(zhì)1中的入射波:媒質(zhì)1中的反射波:媒質(zhì)1中的合成波:媒質(zhì)2中的透射波:

合成波的特點(diǎn)

這種由行波和純駐波合成的波稱為行駐波(混合波)——

合成波電場(chǎng)——

駐波電場(chǎng)z——

行波電場(chǎng)——

合成波電場(chǎng)振幅——

合成波電場(chǎng)z當(dāng)β1z=-nπ,即z=-nλ1/2(n=0,1,2,…)時(shí),有

合成波電場(chǎng)振幅(>0)當(dāng)β1z=-(2n+1)π/2,即z=-(n/2+1/4)λ1(n=0,1,2,…)時(shí),有當(dāng)β1z=-nπ,即z=-nλ1/2(n=0,1,2,…)時(shí),有

合成波電場(chǎng)振幅(<0)當(dāng)β1z=-(2n+1)π/2,即z=-(n/2+1/4)λ1(n=0,1,2,…)時(shí),有——

合成波電場(chǎng)振幅——

合成波電場(chǎng)z

駐波系數(shù)S

定義為駐波的電場(chǎng)強(qiáng)度振幅的最大值與最小值之比,即駐波系數(shù)(駐波比)S

討論:

當(dāng)Г=0時(shí),S=1,為行波;

當(dāng)Г=±1時(shí),S=,是純駐波。

當(dāng)時(shí),1<S<,為混合波。S越大,駐波分量越大,行波分量越??;

例6.1.2在自由空間,一均勻平面波垂直入射到半無(wú)限大的無(wú)耗介質(zhì)平面上,已知自由空間中,合成波的駐波比為3,介質(zhì)內(nèi)傳輸波的波長(zhǎng)是自由空間波長(zhǎng)的1/6,且分界面上為駐波電場(chǎng)的最小點(diǎn)。求介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率和相對(duì)介電常數(shù)。解:因?yàn)轳v波比由于界面上是駐波電場(chǎng)的最小點(diǎn),故又因?yàn)?區(qū)的波長(zhǎng)而反射系數(shù)式中媒質(zhì)2中的平均功率密度媒質(zhì)1中沿z方向傳播的平均功率密度

電磁能流密度由入射波平均功率密度減去反射波平均功率密度

例6.1.3入射波電場(chǎng),從空氣

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論