【正文】 ?熟練掌握平面波入射到理想導(dǎo)體和理想介質(zhì)分解面時(shí)的合成波的特點(diǎn) ， 掌握反射系數(shù)與透射系數(shù)的計(jì)算 。 ? 沿任意方向傳播的平面波 x x y y z zk e k e k e k? ? ?? ?00x y zj k x k y k zj k rE E e E e ? ? ?????j ( c os c os c os )0 e k x y z? ? ?? ? ??EE? c o s c o s c o sx y zk e e e? ? ?? ? ?波矢量 波矢量的方向 均勻平面波對(duì)分界面的斜入射 ?入射角 、 反射角 、 折射角 、 入射面 、 平行極化 、垂直極化的定義 ?反射定律和折射定律 2 i 1 t2 i 1 tc o s c o sc o s c o sriZZERE Z Z?????????2i2 i 1 t2 c o sc o s c o stiE ZTE Z Z????????垂直極化波的反射 、 折射系數(shù) t2i1t2i1// coscoscoscos????ZZZZR???t2i1i2// coscoscos2???ZZZT???平行極化波的反射 、 折射系數(shù) 12 1rr????212B ar cs in ???????無反射 平行極化波發(fā)生無反射 ?B： 布魯斯特角 入射角滿足 ? 若入射角 ? i 滿足 12i2s in??? ?平行和垂直極化波都發(fā)生全反射 ?掌握任意方向傳播的平面波的表示方法及麥克斯韋方程 ?掌握平面波斜入射到理想介質(zhì)分界面時(shí) ， 反射系數(shù)與折射系數(shù)的計(jì)算 ， 能熟練應(yīng)用反射 、 折射定律 。反射波和透射波場(chǎng)量的振幅和相位取決于分界面兩側(cè)媒質(zhì)的參量，入射波的極化和入射角的大小。 可見 , 經(jīng)導(dǎo)體平面反射后 , 圓極化波的旋向改變了 。 反射波的 分量落后 分量 90176。 例 圖 710 圓極化波的斜入射 解 : (1) 入射波傳播矢量為 0)??()2???( ????? azxjyzx ??? ??? aa ,0?????222222??????izixikkk ???0??kE? ??2iiik xzkk??????11? ?c os2ikz? ? ? ?1? ?()2xz??112? ? 1 45? ??(2) 反射波傳播方向單位矢量為 111? ? ?? ?si n c os ( )2rk x z x z??? ? ? ?故反射波傳播矢量為 ? ? ? ?()r r r r ik k k k k x z ?? ? ? ?相應(yīng)地反射波電場(chǎng)也有兩部分 : 0( ) ( )00?? ?( ) 2rjk rrrj x z j x ziE y E ey E e y j E e??????? ? ? ???? ? ? ?????)(0)(//0//01//)??()(21)??()s i n?co s?(zxjzxjirjkrrreEzxeEzxeEzxE r???????????????故 )/()2???( )(0// mVeEjyzxEEE zxjrrr ???? ??????()001 ? ? ? ?[ 2 ( ) ] ( / )377j x zr r rEH k E y x z j e A m????? ? ? ? ?y?(3) 參看圖 710, 入射波的 分量引前 分量 90176。 (2) 反射波電場(chǎng)和磁場(chǎng) 。 那么 ， 表面電流 Js為 0n ?????? zxzS HeHeJ已知磁場(chǎng)的 x 分量為 i1 s i nji1i1i0 e)c o sc o s(c o s2 ??? xkxx zkZE ??? eHi1 s i nji0i0 ec o s2 ?? xkyS ZE ?? eJ求得 例 能流密度的平均值 )R e ()R e ( *cav HESS ??? )](R e [ ** zxy HHE ???已知垂直極化平面波的各分量分別為 e)c o ss i n (2j i1 s i nji1i0 ?? xkyy zkE ??? eEi1 s i nji1i1i0 e)c o sc o s(c o s2 ??? xkxx zkZE ??? eHi1 s i nji1i1i0 e)c o ss i n (s i n2j ??? xkzz zkZE ??? eH)c o s(s i ns i n)(4 i12i02i0av ?? zkZExeS ?求得 一均勻平面波由空氣斜入射至理想導(dǎo)體表面 , 如圖 710所示 。 討論： 當(dāng)垂直極化的平面波以 ?t 角度由空氣向無限大的理想導(dǎo)電平面投射時(shí)，若入射波電場(chǎng)振幅為 ，試求理想導(dǎo)電平面上的表面電流密度及空氣中的能流密度的平均值。因此，如果在 處放置一塊無限大的理想導(dǎo)電平面，由于 ，該導(dǎo)電平面不會(huì)破壞原來的場(chǎng)分布。這樣，在四塊理想導(dǎo)電平板形成的矩形空心金屬管中可以存在 TE 波，這種矩形金屬管就是下一章將要介紹的矩形波導(dǎo)。但是電場(chǎng)強(qiáng)度垂直于傳播方向，因此，這種合成場(chǎng)稱為 橫電波 或TE 波。 討論： 根據(jù)上述合成場(chǎng)的分布特性可知，如果在 處放置一塊無限大的理想導(dǎo)電平面，由于此處 Ex = 0 ，顯然，這個(gè)理想導(dǎo)電平面不會(huì)破壞原來的場(chǎng)分布，這就意味著在兩塊相互平行的無限大理想導(dǎo)電平面之間可以存在 TM 波的傳播。 ?理想介質(zhì)空間的電磁波的傳播特性 1111 s i ns i n22?????? ???kk xx?x向行波的相位波長(zhǎng) ?合成場(chǎng)在此傳播方向上的相位速度 11111 s i ns i n??????? ????kk xxkx=k1sinθ1 *c ??S E H *()x x z z y yE E H? ? ?e e e ** yzxyxz HEHE ee ??)c o s(c o ss i n)(4)R e ( i12i120c ?? zkZE ixeS ?)c o sc o s ()c o ssi n (c o s)(4)I m ( i1i1i12i0c ??? zkzkZEzeS ??其實(shí)部和虛部分別為 結(jié)論： 在 x 方向上存在單向的能量流動(dòng)，而在 z 方向上只有電磁能量的相互交換。 Ez 分量和 Hy 分量沿 z 軸的變化為余弦函數(shù)。 ?二、平行極化波的斜入射 1 ( s i n c o s )01? iij k x zii EH y e ??? ???1 ( s i n c o s )01? rrj k x zrr EH y e ??? ???1 i i 1 i ij ( s i n c o s ) j ( s i n c o s )ir0 i 0 ic o s e c o s ek x z k x zxE E E? ? ? ???? ? ? ???上半空間的合成電場(chǎng)的 x 分量為 1// ?R i0r0 EE ?i1 s i nji1ii0 e)c o ssi n (c o sj2 ??? xkx zkEE ???同理可得合成電場(chǎng)的 z 分量及合成磁場(chǎng)分別為 i1 s i nji1ii0 e)c o sc o s(si n2 ??? xkz zkEE ???i1 sinji11i0 e)c o sc o s(2 ?? xky zkZEH ???理想介質(zhì)空間的合成場(chǎng) 合成波的相位隨 x 變化，而振幅與 z 有關(guān)，因此合成波為向正 x 方向傳播的 非均勻 平面波 (nonuniform plane wave)。 平面波對(duì)理想導(dǎo)體的斜入射 // 0 , 0TT ????一、反射系數(shù)與折射系數(shù) (reflection coefficient, refraction coefficient ) Oblique incidence on a dielectricperfect conductor interface for a plane wave ?i ?r ?t ?1 ?1 ?2 ?2 E i E t E r H i H r H t z x O ?i ?r ?t ?1 ?1 ?2 ?2 E i E t E r H i H r H t z x O 垂直極化 平行極化 入射場(chǎng) : incident field 1 ( s i n c o s )0? ?( c o s s i n ) iij k x zi i i iE x z E e ???? ????反射場(chǎng) : (reflected field) 1 ( s i n c o s )0? ?( c o s s i n ) rrj k x zr r r rE x z E e ???? ??? ? ?反射系數(shù)與平面波的極化特性有關(guān) 。因?yàn)殡姶挪o法進(jìn)入理想導(dǎo)體內(nèi)部，入射波必然被全部反射。入射波可以分解為垂直極化波與平行極化波兩部分之和，即 ii//i ??? EEEi j 6 ( 3 )i j 6 ( 3 )//e( 3 )eyzxyzyz?????? ???????eeeEE其中 y ?i ?r ?t ?1 ?1 ?2 ?2 z x i?Ei//E r//Et//Er?Et?E121 ?kM H z2 8 7π2 11????kfrii 60 23s i n ??? ?????)3(6)c o ssi n( ii1 zyzyk ??? ??已知 k ? ???23s ins in12ti ??kk??18 ,31si n2tt