1、第6章 平面电磁波说明:所要学习的交变电磁场为时谐场即场随时间作简谐变化(正余弦变化)。采用E 和H 为基本矢量 EH 是能流密度 E/H 具有阻抗量纲 理想介质中的平面波 导电煤质中的平面波(良导体趋肤效应)电磁波的极化6.1 波动方程 交变电磁场具有波动性:波的传播方向称为纵向,与传播方向垂直的平面称为横向平面,若场量E和H的分量都在横向平面中,则称这种波为平面波(波前为平面)。若波面上场强处处相同(大小、方向)为均匀平面波。0 0 HEtEHtHE 222220()()0EEEEHEHttHEtEEt ()HEt 在在各向同性各向同性,均匀均匀,无损耗无损耗媒质媒质的的无源无源区域:区域
2、:000J都是常数。和有耗煤质有耗煤质=导电煤质导电煤质0222tEE磁场的波动方程:磁场的波动方程:2220HHt在在各向同性各向同性,均匀均匀,无源无源,无损耗无损耗的的介质介质中中000J都是常数。和0222tEE002222HkHEkE22k 亥姆霍兹方程:亥姆霍兹方程:将复数形式的场变量代入波动方程 去掉时间因子,可得复数形式的波动方程,即亥姆霍兹方程:式中:亥姆霍兹方程是求解频域中空间电磁波传播的方程。作业:推导磁场的亥姆霍兹方程(频域波动方程)作业:推导磁场的亥姆霍兹方程(频域波动方程)如何求解波动方程?分解矢量方程为标量方程2220EEt0222tEEzz0222tEEyy02
3、22tEExx022222222tEzEyExExxxx(,)(,)(,)(,)xxyyzzE x y z te Ex y z te Ex y z te E x y z t特例:时谐的一维场222222220(,)xxxxxxxEEEEEe Ez txyzt22220 xxEEztvztfvztfEx 为什么称上方程为波动方程?这是因为,上式的左边是对坐标的运算,右边是对时间的运算,换言之,位置的变化等同于时间的变化,在某处出现了的情况过一段时间后在另一个位置上重复出现,这正是波的形式。蓝色表示对位置的变化,绿色表示对时间的变化。22220 xxEEzt0()cos()xE tEtkz空间固定点(如z=0)电场随时间振荡