哈工程第五章 电磁辐射与电磁波1.ppt

(5)根据均匀平面波的电场、磁场和传播方向满足右手螺旋法则的规律，及电场强度和磁场强度的关系，可得 (7)媒质中的平均功率密度是 (6)电场强度和磁场强度的复数形式为 例5.3 已知空气中均匀平面电磁波的磁场强度为 试求：（1）波矢量和频率； （2）电场强度矢量的瞬时值； （3）坡印廷矢量的平均值。 [解]：（1）由给定的磁场强度表达式，得 故知 由此可得波矢量 频率 （2）由电场强度、磁场强度和波矢量之间的关系式，得电场强度为 故电场强度矢量的瞬时值为 （3）由式（5-26），即得 5.5 均匀平面波的反射与投射 1. 反射定律与投射定律 通常， 例题5-4. 5.5 均匀平面波的反射与投射 ● 均匀平面波对于平表面媒质的正入射 图5.11 均匀平面波的正入射 设入射波电场为 反射系数 透射系数 T = R + 1 5.5 均匀平面波的反射与投射 ● 均匀平面波由理想介质正入射到理想导体平面 理想导体内： 在理想介质与理想导体分界面的平表面 （x=0）上： ( R = -1 ) 理想介质中（z0）合成波电场为 合成波磁场为 图5.12 平面波对平表面理想导体的正入射 5.5 均匀平面波的反射与投射 ● 均匀平面电磁波的反射与透射 基于电场强度、磁场强度和波矢量三者之间的相互关系，首先，在给定的坐标系中写出入射波、反射波和透射波的数学表达式；然后，利用电场强度和磁场强度切向分量的边界条件，以入射场强分量表达反射场强分量和透射场强分量。为简化分析，一般按电场强度与入射平面的几何关系分解为平行极化和垂直极化两种情况。这样，任意均匀平面电磁波入射问题的分析可以分解为平行极化情况与垂直极化情况的叠加。 对于图5.15所示的平行极化情况，按E 在理想介质交界面上的切向分量，定义平行极化情况下的反射系数 和透射系数 分别为 图5.15 平行极化入射情况 (5.4) 5.5 均匀平面波的反射与投射 (5.5) 显然，平行极化情况下的反射系数 和透射系数 满足如下关系： (5.6) 应指出，在式(5.4)和式(5.5)的定义中，E 切向分量前的“+”和“-”是按其与坐标轴方向的相同与否确定的。 反射系数和透射系数都只是表达了入射波、反射波和透射波的电场强度在理想介质交界面上的相互关系，是电场强度和磁场强度边界条件的具体体现。 对于理想导体平面情况，如设图5.15中的2区（z?0的空间）为理想导体，由于?2＝0，故无论对于平行极化还是垂直极化情况，透射系数为零，反射系数为-1。 若当入射角为0?时（即前述的正入射情况），则所论平行极化和垂直极化兼并为同一种情况。 5.5 均匀平面波的反射与投射 ● 波的极化与琼斯矢量 电场强度矢量随时间在等相位面上的变化轨迹称为电磁波的极化特性。 （1）线极化 在z=0等相位面上的电场强度 若电场强度的两分量Ex和Ey相位相同或反相(令初相位 ?x = ?y = 0 )，则合成场强 E(t)矢量随时间在等相位面上的变化轨迹为直线，其模为 该轨迹与x轴的夹角为 图5.18 线极化 5.5 均匀平面波的反射与投射 若电场强度的两分量振幅相等，但相位差为90?，即 （ⅱ）圆极化 则合成场强 E(t)矢量随时间在等相位面上的变化轨迹为圆，即 场强 E(t) 与x轴的夹角为 在z=0等相位面上， 。 图5.19 圆极化 合成场强 E(t) 矢量随时间旋向与波的传播方向符合右手螺旋关系时，称为右旋极化；反之，称为左旋极化。 5.5 均匀平面波的反射与投射 （3）椭圆极化 对于一般情况，在z=0等相位面上