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电磁场与电磁波：第3章课后习题答案（第3版郭辉萍）

第1题

题目：画图说明电磁波的电场和磁场在传播方向上的变化。

答案：电磁波是一种横波，它的电场和磁场垂直于传播方

向。在电磁波的传播过程中，电场和磁场沿传播方向上不断变

化。当电磁波沿正方向传播时，电场和磁场的变化可以用以下

图形来表示：

EB

↑↑

||

||

||

||

||

||

||

───────────→Z─────────→Z

上面的图中，箭头“E”代表电场矢量，箭头“B”代表磁场矢量。

箭头的方向表示场的方向，箭头的长度表示场的强度。在电磁

波传播的过程中，电场和磁场的强度和方向会不断变化，但它

们始终保持垂直于传播方向。这种变化形式称为电磁波的偏振。

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第2题

题目：请解释什么是电磁波的偏振？

答案：电磁波的偏振是指电场和磁场的方向在传播过程中

发生变化的现象。在一束电磁波中，电场和磁场的方向垂直于

传播方向，且它们的相对方向固定不变。偏振态描述了电场和

磁场方向的变化规律。

在区分电磁波的偏振状态时，常用线偏振、圆偏振和无偏

振三种情况进行分类。线偏振就是电磁波的电场方向在传播方

向上只发生一个方向的变化，而圆偏振则是电场方向在传播方

向上以一个环状轨迹进行变化。无偏振则表示电场方向的变化

没有规律性，随机分布。

一般情况下，天然光为无偏振光，而人工产生的光往往具

有特定的偏振状态。偏振对于光的传播和光学效应具有重要影

响，例如偏振片和偏振镜在实际应用中起到很大的作用。

第3题

题目：什么是电介质的相对介电常数？如何理解它的物理

意义？

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答案：电介质是具有不良导电性质的物质，它的相对介电

常数表示了电介质在电场中相对于真空（或空气）具有多大的

电导率。相对介电常数是电介质和真空之间的电导率比值。

相对介电常数的物理意义是反映了电介质中电场对电荷的

作用程度。相对介电常数越大，说明电介质中的电场对电荷的

作用越强。当电介质中存在较大的电场时，电介质中的分子会

重新排列，形成极化现象，使电场的传播受到抑制。这就是为

什么在电介质中电磁波的传播速度要比真空（或空气）中的传

播速度