《电动力学》课程教学课件（PPT讲稿）4-4 导电介质中电波传播

4. 4导电介质中电波传播1-1

1-1 4.4 导电介质中电波传播

本节所要研讨的问题是：导电介质中的电磁波的传播。由于导体内有自由电荷存在，在电磁波的电场作用下，自由电荷运动形成传导电流，而传导电流要产生焦耳热，使电磁波能量有损耗。由此可见，在导体内部的电磁场（波）是一种衰减波，在传播过程中，电磁能量转化为热量1-2

1-2 本节所要研讨的问题是：导电介质中的电磁波的 传播。由于导体内有自由电荷存在，在电磁波的电 场作用下，自由电荷运动形成传导电流，而传导电 流要产生焦耳热，使电磁波能量有损耗。由此可见 ，在导体内部的电磁场（波）是一种衰减波，在传 播过程中，电磁能量转化为热量

1、导体内的自由电荷的分布设导体是均匀各向同性的，其性质由一组物质常数，u，确定，根据焦耳定律的微分形式=OE和电荷守恒定律ap=0.i+Vt以及电场的 Gauss 定理V.D=p，得到:1-3

1-3 设导体是均匀各向同性的，其性质由一组物质常数ε、μ 、σ确定，根据焦耳定律的微分形式 j E   = = 0    + t j    D =   以及电场的 Gauss 定理 ，得到： 和电荷守恒定律 1、导体内的自由电荷的分布

即V.i=V.(oE)=oV.E+Vo.Eap0=αV.E-p=at8ap0+=p=0at8解此微分方程，得p(t) = Pe式中po是=0时的电荷密度。由此可见，电荷密度β随时间指数衰减，衰减的特征时间为=/ot(p值减小到-po的时间)e1-4

1-4 由此可见，电荷密度ρ随时间指数衰减，衰减的特 征时间为=/ j E E E      = ( ) = +  + = 0       t t t e     − = 0 ( ) ) 1 (  值减小到 0 的时间 e 0 即 解此微分方程，得 式中ρ0是 t=0 时的电荷密度。 t E   =  = = −      

因此，只要电磁波的频率满足0<<t"l=α0或者>>1（这就是良导体条件）0一般金属：T~10-17秒，也就是说只要电磁波频率0<<1017Hz时，金属导体可看成良导体，良导体内部没有自由电荷分布，电荷只能分布在导体表面上。1-5

1-5 一般金属：τ~10-17秒，也就是说只要电磁波频率 ω<<1017Hz时，金属导体可看成良导体，良导体内部没有自由 电荷分布，电荷只能分布在导体表面上。     = −1 1   因此，只要电磁波的频率满足 或者 （这就是良导体条件）