《电磁场》课程教学课件（PPT讲稿，电磁场与电磁波）第六章 平面电磁波的传播

平面电琳波的传橙 第6章平面电磁波的传播 Plane Wave Propagation 序 电磁波动方程及均匀平面波 理想介质中的均匀平面波 导电媒质中的均匀平面波 平面波的极化 平面波的反射与折射 平面电磁波的正入射、驻波 轄 返回 下页

第 六 章 平面电磁波的传播 第6章 平面电磁波的传播 Plane Wave Propagation 序 电磁波动方程及均匀平面波 理想介质中的均匀平面波 导电媒质中的均匀平面波 平面波的极化 平面波的反射与折射 平面电磁波的正入射、驻波 返 回 下 页

平面电淋波的传滑 本章要求 掌握均匀平面电磁波在理想介质和导电媒质中的 传播特性及基本规律。 了解均匀平面电磁波在工程中的应用。 掌握均匀平面电磁波斜入射时的传播特性，重点 掌握均匀平面电磁彼正入射时的传播特性。 返回上页下页

第 六 章 平面电磁波的传播 本 章 要 求 掌握均匀平面电磁波在理想介质和导电媒质中的 传播特性及基本规律。 了解均匀平面电磁波在工程中的应用。 掌握均匀平面电磁波斜入射时的传播特性，重点 掌握均匀平面电磁波正入射时的传播特性。 返 回 上 页 下 页

平面电嫩波的传滑 电磁场基本方程组 电磁波动方程 理想介质中均匀平面波 导电媒质中均匀平面波 均匀平面电磁波的传播特性 正弦电磁波的传播特性 平面电磁波的斜入射 平面电磁波的正入射·驻波 图6.0平面电滋波知识结构 返回 上页下页

第 六 章 平面电磁波的传播 图 6.0 平面电磁波知识结构 电磁场基本方程组 电磁波动方程 均匀平面电磁波的传播特性 平面电磁波的斜入射 平面电磁波的正入射·驻波 正弦电磁波的传播特性 理想介质中均匀平面波 导电媒质中均匀平面波 返 回 上 页 下 页

平面电淋波的传播 6.0序 Introduction ·电磁波：脱离场源后在空间传播的电磁场。 平面电磁波：等相位面为平面的电磁波。 。均匀平面电磁波：等相位面是 平面，等相位面上任一点的E 相同、H相同的电磁波 。 若电磁波沿x轴方向传播 图6.0.1沿X方向传播的一 H=H(x,t),E=E(c,t)。与y,z 组均匀平面波 无关 返回上页]下页

第 六 章 平面电磁波的传播 图6.0.1 沿 x 方向传播的一 组均匀平面波 Introduction 6.0 序 电磁波：脱离场源后在空间传播的电磁场。 平面电磁波：等相位面为平面的电磁波。 均匀平面电磁波 ：等相位面是 平面，等相位面上任一点的 E 相同、H相同的电磁波 。 若电磁波沿 x 轴方向传播 H=H( x, t )，E=E (x , t)。与y,z 无关 返 回 上 页 下 页

平面电嫩波的传滑 6.1电磁波动方程及均匀平面波 Electromagnetic Wave Equation and Uniform Plane Wave 6.1.1电磁波动方程(Electromagnetic Wave Equation) aD 设媒质均匀，线性，各向同性V×H=J+ Vx7×H=7x(yE+8 VxE-A ∂H 因为V×VxH=(V:H-VH V(Y·H)-VH=-4y aH 8'H 8t -us 一又B=0 V2H-9 oH o"H 返回 上页 下页

第 六 章 平面电磁波的传播 6.1 电磁波动方程及均匀平面波 6.1.1 电磁波动方程（Electromagnetic Wave Equation） 设媒质均匀,线性,各向同性 2 2 ( ) t t  −     − = − H H H H   2  t   = − H E  H = ( )  t   + E 1）  E  2 2 2 0 t t      − − =   H H H Electromagnetic Wave Equation and Uniform Plane Wave B = 0 返 回 上 页 下 页 t    = +  D H J  =   − ( ) 2 因为 H H H

平面电淋波的传滑 V2H-% o"H 电磁波动方程 8t- 2) VxVxE=7×(-4 VxE=-0B/at OE VxH=y E+8 8t V×VxE=V(又.E)-VE 因为V(VE)-VE=-4m of 8 7.D=0 aE "E-HY Ot ∂2E -8 =0 电磁波动方程 8t2 返回上页]下页

第 六 章 平面电磁波的传播 2 2 2 ( ) t  t  −     − = − E E E E   2） ( )  t   − H E =   t   = + E H  E   D = 0 返 回 上 页 下 页 2 2 2 0 t t      − − =   H H H 电磁波动方程 0 2 2 2 =   −    − t t E E E   电磁波动方程  = −  E B/ t  =   − E E E ( ) 2 因为

平面电效波的传滑 ·电磁波：脱离场源后在空间传播的电磁场。 ·平面电磁波：等相位面为平面的电磁波。 。均匀平面电磁波：等相位面是 平面，等相位面上任一点的E 相同、H相同的电磁波。 若电磁波沿x轴方向传播 图6.0.1沿x方向传播的一 H=H(x,t),E=E(c,)。与y,z 组均匀平面波 无关 返回上页下页

第 六 章 平面电磁波的传播 图6.0.1 沿 x 方向传播的一 组均匀平面波 电磁波：脱离场源后在空间传播的电磁场。 平面电磁波：等相位面为平面的电磁波。 均匀平面电磁波 ：等相位面是 平面，等相位面上任一点的 E 相同、H相同的电磁波 。 若电磁波沿 x 轴方向传播 H=H( x, t )，E=E (x , t)。与y,z 无关 返 回 上 页 下 页

第大1 平面电淋波的传滑 6.1.2均匀平面波(Uniform Plane Wave) 1均匀平面波条件：E=E(x,t),H=H(x,t) 假设波沿着x轴方向传播。等相位面与yoz平面平行 即 0=0 由Maxwell方程推导 8E V×H=yE+e @t 得yEx+8 0Ex=0 (1)》 81 x分量方程 0=-yE,-8 (2) Y分量方程 8 81 6E. =yE.+8 (3) Z分量方程 8x 返回上页]下页

第 六 章 平面电磁波的传播 即 0 , = 0   =   y z = 0   + t E E x x   （1） t E E x H y y z   = − −     （2） t E E x H z z y   = +     （3） 6.1.2 均匀平面波（Uniform Plane Wave） 由 Maxwell 方程推导 1 均匀平面波条件： E = E(x,t), H = H(x,t)  t   = + E H  E  返 回 上 页 下 页 假设波沿着 x 轴方向传播。等相位面与yoz平面平行 x分量方程 Y分量方程 Z分量方程 得

第大章 平面电琳波的传播 6H V×E=-4 得 OH:=0 (4) 0t E的x分量方程 0E 0 H, (5) 8x 8t Y分量方程 0 H: =- (6) 8x 0t Z分量方程

第 六 章 平面电磁波的传播 = 0   t Hx （4） t H x E z y   =    （5） t H x Ey z   = −    （6）  t   = − H E  Y分量方程 Z分量方程 E的x分量方程 得

平面电做波的传滑 。V.H=0→ 0Hx=0→H,=C0 ax 01 式(4) 0Hx=0 →Hx=C,=0(无恒定场存在) 8t 常数c1在波动问题中无 意义通常取为0 V.E=0 ⊙E=0→Ex=D() Ox -2 式(1)yE,+8 解得 Ex=Eoe 8t 由于一般介质中 二一一1近似认为E,为零 由于电场、磁场的x分量都为零故 沿波传播方向上无场的分量，称之为TEM波 (横电磁波) 返回上页 下页

第 六 章 平面电磁波的传播 式 (1) = 0   + t E E x x   解得 t ε γ Ex E － = 0 e 由于一般介质中 1    0 ( ) 1 x x Η Η C t x  = =  Ηx =C1 = 0 （无恒定场存在） 0 Ε D1 (t) x Ε x x = =   H = 0 式 (4) 0 x t H =  E = 0 沿波传播方向上无场的分量，称之为 TEM 波 （横电磁波）。 返 回 上 页 下 页 常数c1在波动问题中无 意义通常取为0 近似认为 E x 为零 由于 电场、磁场的x分量都为零故 ( 0 , 0) y z   = =  