电磁场与电磁浪 第6章平面电磁波凶 例如:水波 问题:一个点源所 发射的电磁波的等 相位面是什么样? ⊙
电磁场与电磁波 第6章 平面电磁波 例如：水波 问题：一个点源所 发射的电磁波的等 相位面是什么样？
电磁场与电磁浪 第6章平面电磁波凶 、平面电磁波的概念 1等相位面: 在某一时刻,空间具有相同相位的点构成的面称为 等相位面。 等相位面又称为波阵面。 2.球面波:等相位面是球面的电磁波称为球面波。 3.平面波:等相位面是平面的电磁波称为平面电磁波。 4均匀平面波: 任意时刻,如果在平面等相位面上,每一点的电场强 度均相同,这种电磁波称为均匀平面波
电磁场与电磁波 第6章 平面电磁波 1.等相位面： 在某一时刻，空间具有相同相位的点构成的面称为 等相位面。 等相位面又称为波阵面。 2.球面波：等相位面是球面的电磁波称为球面波。 3.平面波：等相位面是平面的电磁波称为平面电磁波。 4.均匀平面波： 任意时刻，如果在平面等相位面上，每一点的电场强 度均相同，这种电磁波称为均匀平面波。 一、平面电磁波的概念
电磁场与电磁浪 第6章平面电磁波凶 、均匀平面波的特性 1均匀平面波满足一维波动方程 从麦克斯韦方程出发 在自由空间:J=0,0=0 D V×H=Jcat VXH-COE D=E VXE- OB aH at B=uh V×E=- at V·D=只 V·E=0 V·B=0 V·H=0 对第一方程两边取旋度,得:由此得:V2=E(-m02) V×V×H=E(V×E) 则 VH=∠ 根据矢量运算: at V×VxH=V(VH)-V2H 磁场的波动方程
电磁场与电磁波 第6章 平面电磁波 二、均匀平面波的特性 1.均匀平面波满足一维波动方程 从麦克斯韦方程出发： c v 0 = + = − = = D H J t B E t D B 在自由空间： B H D E = = 0 0 = = = − = H E t H E t E H c v J = = 0, 0 对第一方程两边取旋度， ( E) t H = 根据矢量运算： 2 = − H H H ( ) 2 ( ) H H t t − = − 则： 2 2 2 t H H = ——磁场的波动方程 得 ： 由此得：
电磁场与电磁浪 第6章平面电磁波凶 同理可得:V2E=AB 02E 电场的波动方程 对均匀平面波而言,选直角坐标系,假设电磁波沿z方向 传播,等相位面平面平行于xOy平面。如图所示: ax 所以: o-H o-H a-2ule at 2 a-E l8 ot 可见:均匀平面波满足一维波动方程
电磁场与电磁波 第6章 平面电磁波 x y z O 对均匀平面波而言，选直角坐标系，假设电磁波沿 z 方向 传播，等相位面平面平行于xOy平面。如图所示： 0, = 0 = x y 所以： 2 2 2 2 2 2 2 2 t E z E t H z H = = 可见： 均匀平面波满足一维波动方程。 同理可得： 2 2 2 t E E = ——电场的波动方程
电磁场与电磁浪 第6章平面电磁波凶 2.均匀平面波是横电磁波(TEM波) 根据麦克斯韦第一方程: xH=8 dE at aH aE aH V×=00 aH a. t z dt az aH aE HH H z at aE aE aE aE aE a.+ a 0=E at at at 可见:E2与时间t无关,说明电场中没有E分量。E-=0 结论:电场只有Ex和E,分量,说明电场失量位于xOy平面上。 电场强度可表示为:E=aE3+a,E
电磁场与电磁波 第6章 平面电磁波 2.均匀平面波是横电磁波（TEM波） 根据麦克斯韦第一方程: t E H = , , 0 y x x y z H E z t H E z t E t = − = = 结论：电场只有 Ex 和 Ey 分量，说明电场矢量位于xOy 平面上。 可见：EZ与时间 t 无关，说明电场中没有EZ分量 。 Ez = 0 ( ) ˆ ˆ ˆ x y z x y z E E E E a a a t t t t = + + ˆ ˆ ˆ 0 0 ˆ ˆ x y z y x x y x y z a a a H H H a a z z z H H H = = − + 电场强度可表示为： ˆ ˆ E a E a E = + x x y y