平面電磁波的傳播(編輯修改稿)
2025-08-15 00:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的平均電磁功率 。 解 : (1) 電場(chǎng)強(qiáng)度的瞬時(shí)表達(dá)式 ， 波沿正 x 方向傳播，電場(chǎng)方向是 y 方向 ， 且在與 x 軸垂直的平面上各點(diǎn) 的電場(chǎng)強(qiáng)度 相等，故此波是均勻平面電磁波 。 ? = 6? 108 Hz 8001031 ??? ??v s/m 88 1032 1062 ????? ????f Hz 1?? fv? m 28622 .??? ???? rad/m HeZEH ??0?? ? ? ? zyx extextZe ??? ???? ??????? 880106s i n37750106s i n50（ 2） 坡印亭矢量的平均值為 xxzyav eeHEs??? 37 712 50?? w/m2 所以垂直穿過圓環(huán)的平均電磁功率為 2 ????? ? rSsP S av ??? w ? ? zext ??? ??? 8106s i n1 3 2 A/m 0ZEeeEv?? ?? ??? 37 7000 ??Z 導(dǎo)電媒質(zhì)中的均勻平面電磁波 導(dǎo)電媒質(zhì)中正弦均勻平面波的傳播 在無限大各向同性、線性、均勻?qū)щ娒劫|(zhì) ε 、 μ 、 γ ， 有 正弦均勻平面電磁波 沿 x 的正向入射： ? ? yy etxEE ?? ,? ? ? zz etxHH ?? ,?02222 ????????? tHtHxH zzz ????02222????????? tEtExE yyy ????波動(dòng)方程 相量表示形式 ? ? 0dd 222 ??? zzz HjHjxH ??? ???? ??? ? 0dd 222 ??? yyy EjEjxE ??? ???? ??非微分項(xiàng)的系數(shù) ? ? ? ? ?????? ??? ????????? ? ? jjjj 22?????? ????? ???????? jj 1令 稱為 等效介電系數(shù) 。令 ? ? ? ? ???????? ???????? ?? 222 jjjk????? jjk ????稱為 導(dǎo)電媒質(zhì)中的 波傳播系數(shù) 。 k 中出現(xiàn)了實(shí)部。 0dd 222 ?? yy EkxE ??0dd 222 ?? zz HkxH ??可見：只要將 等效介電系數(shù) 替代 介電系數(shù) ，便得到與理想介質(zhì)中形式相同的導(dǎo)電媒質(zhì)中均勻平面電磁波相應(yīng)的表達(dá)式。 波動(dòng)方程為 在無限大導(dǎo)電媒質(zhì)中入射波 ? ? xjxykxyy eeEeExE ?? ????? ?? ???? ? xjxzkxzz eeHeHxH ?? ????? ?? ???設(shè)電場(chǎng)、磁場(chǎng)初相角分別為 ?E、 ?H， 相應(yīng)的 瞬態(tài)表示式 ? ? ? ?Exyy xteEtxE ???? ??? ?? s i n2，? ? ? ?Hxzz xteHtxH ???? ??? ?? s i n2，正弦均勻平面 電磁波在導(dǎo)電媒質(zhì)中傳播的特點(diǎn) ： （ 1） 電場(chǎng)和磁場(chǎng)的振幅沿 +x 方向按 指數(shù)規(guī)律衰減。 α： 衰減系數(shù) ， 單位 Np/m 決定著導(dǎo)電媒質(zhì)中電磁波衰減的快慢 ； ? ： 相位系數(shù) ，單位 rad/m 決定著傳播過程中波相位的改變； ?? jk ?? ： 波的傳播系數(shù) 決定著某時(shí)刻沿傳播方向電磁波的分布 Ex Hy z （ 2） 導(dǎo)電媒質(zhì)中電磁波的 相速小于 理想介質(zhì)中的相速， 相速 vp不僅 與媒質(zhì)的特性 有關(guān)，還與波的 頻率 有關(guān) 色散和色散媒質(zhì)。 傳播系數(shù) ????? jjk ????????? 222 ???????? ?2???????? ??? 112 222??????????????? ??? 112 222???????????????????1121222???????pv相速： 波的傳播速度與頻率有關(guān)，稱為 色散現(xiàn)象 ，這時(shí)的媒質(zhì)稱為 色散媒質(zhì) 。 可得： （ 3） 導(dǎo)電媒質(zhì) 中 波的歐姆定律 ? ?? ?39。????xHxEZzy??0 mjeZj?????0???波阻抗為 復(fù)數(shù) ，相位角： HEm ??? ??空間同一點(diǎn)電場(chǎng)和磁場(chǎng)存在相位差，在時(shí)間上電場(chǎng)比磁場(chǎng)的相位超前 。 （ 4） 在電磁波的傳播過程中伴隨著 能量的損耗 ? ? ? ? ? ?txHtxEtxs , ??? ??? ? ? ? xHExzy extxteHE ???????? ????? ? s i ns i n2 2? ?? ?? ? xHExzy exteHE ??????? ???? ? 2c o sc o s m2? ? ? ? ttxsTxs Tav d,1 0?? ??? ?? ? xHETmxzy etxtTeHE ??????? ????? ?? d2c os1c os 02 ??????xmaxzy eeHE ??c o s2?? ? ? xmaxy eeEZ ??c os1 220??波在導(dǎo)電媒質(zhì)中傳播伴隨著電磁能量的消耗，消耗于導(dǎo)電媒質(zhì)中的焦耳熱。 電磁波的能流密度在傳播過程中逐步衰減 。 低損耗介質(zhì)中的正弦均勻平面波的傳播 實(shí)際介質(zhì)都具有一定的電導(dǎo)率，土壤、海水等是常見損耗介質(zhì)。當(dāng)損耗介質(zhì)的參數(shù)之間滿足 1?????稱為 低損耗介質(zhì) （實(shí)際介質(zhì) ） 222111 ?????????????????????低損耗介質(zhì)的 α和 ? ???????? ??? 112 222???????????2???????????? 112 22
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