电动力学第四章电磁波的传播
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第四章 电磁波的传播 电磁波：随时间变化的运动电荷和电流辐射电磁场，电磁场在空间互相激发，在空间以波动的形式存在，就是电磁波。主要内容：研究电磁场在空间存在一定介质和导体的情况下的波动情况;在真空与介质，介质与介质，介质与导体的分界面上，电磁波会产生反射、折射、衍射和衰减等，这些本质上是边值问题。电磁波在空间传播有各种各样的形式，最简单、最基本的波型是平面电磁波。知识体系：1自由空间（介质）：指，的无限大空间.麦氏方程为： 定态波 -定态波亥姆霍兹方程基本解：，性质：（1）与的关系： ，构成右手螺旋关系（2）与同位相；（3），振幅比为波速（因为相互垂直，）。（4）平面电磁波的能量和能流l 能量密度：， 电场能等于磁场能，能量密度平均值为l 能流密度： （为方向上的单位矢量） 平均值：1 良导体：， 基本解：， 2 电磁波在界面反射和折射A 入射波，反射波，折射波波矢量位于同一平面，（反射定律）B （折射定律） 3 谐振腔定态波：在求解中主要用到（1）解为： 两个独立常数由激励谐振的信号强度来确定。 （2）谐振频率： （3）讨论l 给定一组，解代表一种谐振波型（本征振荡, 在腔内可能存在多种谐振波型的迭加）；只有当激励信号频率时，谐振腔才处于谐振态。l 不存在中两个为零的波型，若，则。l 对每一组值，有两个独立偏振波型，这是因为对于确定的可以分解到任意两个方向。l 最低频率的谐振波型 假定，则最低谐振频率为 该波型为（1，1，0）型， 所以 ，为横电磁波。 但是在一般情况下，。4 矩形波导管1矩形波导管由四个壁构成的金属管，四个面为一般情况下让电磁波沿轴传播,对理想导体:,理想导体边界条件:2解的形式满足方程， 其中，的解由确定 截止频率为：（与波型有关）；最低截止频率为： （）， （）；最高截止波长为，一般把波长的波，称为超短波即微波。本章重点：1、电磁场的波动方程、亥姆霍兹方程和平面电磁波 2、反射和折射定律的导出、振幅的位相关系，偏振 3、导体内的电磁波特性、良导体条件、趋肤效应 4、谐振腔和波导管中电磁波的运动形式本章难点：1、振幅、位相关系 2、导体内电磁波的运动
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