关于反射和折射的规律包括两个方面: (1)运动学规律: 入射角、反射角和折射角的关系; (2)动力学规律: 入射波、反射波和折射波的振幅比和相对相位。 1、反射和折射定律(即相位关系) Law of Reflection and Refraction (i.e. Phase Relation) 研究电磁波反射和折射问题的基础是电磁场在 两个不同介质界面上的边值关系。 26
关于反射和折射的规律包括两个方面: (1)运动学规律: 入射角、反射角和折射角的关系; (2)动力学规律: 入射波、反射波和折射波的振幅比和相对相位。 1、反射和折射定律(即相位关系) Law of Reflection and Refraction ( i.e. Phase Relation) 研究电磁波反射和折射问题的基础是电磁场在 两个不同介质界面上的边值关系。 26
一般情况下,电磁场的边值关系为: nx(E2-E)=0 n×(i2-H)=a .(D2-D)=o 方.(B2-B,)=0 在介质的分界面上,通常没有自由电荷和传导电 流,即 0, a=0 27
一般情况下,电磁场的边值关系为: 在介质的分界面上,通常没有自由电荷和传导电 流,即 ( ) 0 ˆ ( ) ˆ ( ) ˆ ( ) 0 ˆ 2 1 2 1 2 1 2 1 n B B n D D n H H n E E 0 , 0 27
因此,介质的分界面上的Maxwell's equations为: nx(E2-E)=0 n×(H2-H)=0 .(D2-D)=0 方.(B2-B)=0 但是,在一定频率的情况下,这组边界方程(边 值关系)不是完全独立的。因此,在讨论定态 (一定频率)电磁波时,介质界面上的边值关系 只取下列两式: 28
因此,介质的分界面上的Maxwell’s equations为: 但是,在一定频率的情况下,这组边界方程(边 值关系)不是完全独立的。因此,在讨论定态 (一定频率)电磁波时,介质界面上的边值关系 只取下列两式: ( ) 0 ˆ ( ) 0 ˆ ( ) 0 ˆ ( ) 0 ˆ 2 1 2 1 2 1 2 1 n B B n D D n H H n E E 28
方×(E2-)=0 x(i2-i)=0 也就是说,E2,=E1,H2,=H1 ,即切向连续 性。 下面来过论反射和折射定律: 假若所考虑的交界面为一平面,即设xy平 面, 考虑一单色平面电磁波入射到交界面上,设 在z=0平面的上、下方的介质不同,如图所示 29
也就是说, ,即切向连续 性。 下面来讨论反射和折射定律: 假若所考虑的交界面为一平面,即设 x-y 平 面,考虑一单色平面电磁波入射到交界面上,设 在z = 0 平面的上、下方的介质不同,如图所示 ( ) 0 ˆ ( ) 0 ˆ 2 1 2 1 n H H n E E E2t E1t H2t H1t , 29
K" 介质2 0) lz E2 X 0 介质1 4E1 设入射波、反射波和折射波的电场强度为E E和E",波矢量分别为K、K和K"。 由Fourier 频谱分析可知,反射波和折射波与入射波一样, 30
设入射波、反射波和折射波的电场强度为 ,波矢量分别为 、 。由Fourier 频谱分析可知,反射波和折射波与入射波一样, 介质2 介质1 z x K K K 2 2 1 1 E E E 和 K K K 和 30