均匀平面波的反射与透射.pptx

会计学 1 均匀平面波的反射与透射 2 现象：电磁波入射到不同媒质 分界面上时，一部分波 被分界面反射，一部分 波透过分界 面。 入射方式：垂直入射、斜入射； 媒质类型： 理想导体、理想介质、导电媒质 分析方法： 第1页/共33页 3 6.1 均匀平面波对分界平面的垂直入射 6.1.1 对导电媒质分界面的垂直入射 沿x方向极化的均匀平面波从 媒质1 垂直入射到与导电媒质 2 的分界平面上。 z 0中，导电媒质1 的参数为 z 0中，导电媒质 2 的参数为 第2页/共33页 4 媒质1中的入射波： 媒质1中的反射波： 媒质1中的合成波： 第3页/共33页 5 媒质2中的透射波： 在分界面z = 0 上，电场强度和磁场强度切向分量连续，即 第4页/共33页 6 定义分界面上的反射系数Γ为反射波电场的振幅与入射波电场振幅之比、透射系数τ为透射波电场的振幅与入射波电场振幅之比，则 讨论：  和 是复数，表明反射波和透射波的振幅和相位与入射波 都不同。 若两种媒质均为理想介质，即1= 2= 0，则得到 第5页/共33页 7 6.1.2 对理想导体表面的垂直入射 媒质1为理想介质，σ1＝0 媒质2为理想导体，σ2＝∞ 媒质1中的入射波： 媒质1中的反射波： 第6页/共33页 8 媒质1中合成波的电磁场为 合成波的平均能流密度矢量 瞬时值形式 理想导体表面上的感应电流 第7页/共33页 9 合成波的特点 (n = 0,1,2,3,…) (n = 0 ,1,2,3, …) 媒质1中的合成波是驻波。 电场振幅的最大值为2Eim， 最小值为0 ；磁场振幅的最 大值为2Eim /η1，最小值也 为0。 第8页/共33页 10 坡印廷矢量的平均值为零，不 发生能量传输过程，仅在两个 波节间进行电场能量和磁场能 的交换。 两相邻波节点之间任意两点 的电场同相。同一波节点两 侧的电场反相。 第9页/共33页 11 例6.1.1 一均匀平面波沿+z 方向传播，其电场强度矢量为 解：(1) 电场强度的复数表示 （1）求相伴的磁场强度 ； （2）若在传播方向上z = 0处，放置一无限大的理想导体平板， 求区域 z 0 中的电场强度 和磁场强度 ； （3）求理想导体板表面的电流密度。 第10页/共33页 12 写成瞬时表达式 (2) 反射波的电场为 反射波的磁场为 第11页/共33页 13 在区域 z 0 的合成波电场和磁场分别为 (3) 理想导体表面电流密度为 第12页/共33页 14 6.1.3 对理想介质分界面的垂直入射 设两种媒质均为理想介质，即 1= 2= 0 讨论 当η2 η1时，Γ 0，反射波电场与入射波电场同相。 当η2 η1时，Γ 0，反射波电场与入射波电场反相。 第13页/共33页 15 媒质1中的入射波： 媒质1中的反射波： 媒质1中的合成波： 媒质2中的透射波： 第14页/共33页 16 合成波的特点 这种由行波和纯驻波合成的波称为行驻波（混合波） 第15页/共33页 17 合成波电场振幅（ 0） 第16页/共33页 18 合成波电场振幅（ 0） 第17页/共33页 19 驻波系数 S 定义为驻波的电场强度振幅的最大值与最小值之比，即 驻波系数(驻波比) S 讨论 当Г＝0 时，S ＝1，为行波。 当Г＝±1 时，S =  ，是纯驻波。 第18页/共33页 20 媒质2中的平均功率密度 媒质1中沿 z 方向传播的平均功率密度 电磁能流密度 第19页/共33页 21 解:（1） 第20页/共33页 22 （2） （3） 1区的电场 第21页/共33页 23 （4） 故 或 第22页/共33页 24 不同介质分界面反射与透射的进一步讨论 一般导体分界面是最一般情况，其反射系数和透射系数 均为复数，即除振幅变化外，反、透射波的相位也会发生变化 入、反、透三波的平均功率（平均能流密度）守恒 若两媒质的电导率1和2都等于零， 和 变为实数，即为理想介质间分界面的情况 若1＝0、2＝∞，则1为实数， 2