《电磁场与电磁波》课程教学资源（PPT课件）第六章 均匀平面波的反射和透射

电磁场与电磁波 第6章均匀平面波的反射与透射 1 醇为的肝面酸藏眼湖

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 1

电磁场与电破放很 第6章均匀平面波的反射与透射 现象：电磁波入射到不同媒质 介质分界面 分界面上时，一部分波 被分界面反射，一部分 E:透射波 波透过分界面。 入射波 。入射方式：垂直入射、斜入射： 反射波 媒质1 媒质2 e 媒质类型： 理想导体、理想介质、导电媒质 均匀平面波垂直入射到两种不同媒 质的分界平面 分析方法： 边界条件 入射波（已知）+反射波（未知） 透射波（未知）

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 2 边界条件 入射波（已知）＋反射波（未知） 透射波（未知） 现象：电磁波入射到不同媒质 分界面上时，一部分波 被分界面反射，一部分 波透过分界 面。 均匀平面波垂直入射到两种不同媒 质的分界平面 入射波 反射波 介质分界面 Ei i k Er Hi Hr kr o z y x 媒质 1 媒质 2 Et Ht kt 透射波 入射方式：垂直入射、斜入射； 媒质类型： 理想导体、理想介质、导电媒质 分析方法：

电磁场与电磁波 第6章均匀平面波的反射与透射 3 本章内容 6.1均匀平面波对分界面的垂直入射 6.2均匀平面波对多层介质分界平面的垂直入射 6.3均匀平面波对理想介质分界平面的斜入射 6.4均匀平面波对理想导体表面的斜入射

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 3 本章内容 6.1 均匀平面波对分界面的垂直入射 6.2 均匀平面波对多层介质分界平面的垂直入射 6.3 均匀平面波对理想介质分界平面的斜入射 6.4 均匀平面波对理想导体表面的斜入射

电磁场与电磁狓 第6章均匀平面波的反射与透射 6.1均匀平面波对分界平面的垂直入射 本节内容 6.1.1对导电媒质分界面的垂直入射 6.1.2对理想导体表面的垂直入射 6.1.3对理想介质分界面的垂直入射 网网I

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 4 6.1 均匀平面波对分界平面的垂直入射 本节内容 6.1.1 对导电媒质分界面的垂直入射 6.1.2 对理想导体表面的垂直入射 6.1.3 对理想介质分界面的垂直入射

电诚场与电磁波 第6章均匀平面波的反射与透射 5 6.1.1对导电煤质分界面的垂直入射 。z0中，导电媒质2的参数为 428202 沿x方向极化的均匀平面波从 媒质1垂直入射到与导电媒质 2的分界平面上

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 5 6.1.1 对导电媒质分界面的垂直入射 1 1 1 、 、 2 2  2  、 、 z x 媒质1： 媒质2： 1 1 1  , , 2 2 2  , , y Ei Hi ki Er Hr kr Et Ht kt 沿x方向极化的均匀平面波从 媒质1 垂直入射到与导电媒质 2 的分界平面上。 z 0中，导电媒质 2 的参数为

电磁场与电磁彼 第6章均匀平面波的反射与透射 6 媒质1中的入射波： Y1=jke=j0√46 E(z)=eEme n= H(=)-E,Emem =j04G0-jC)% 71c 媒质1中的反射波： E(2)=eEmen= H()The =n1-j） 媒质1中的合成波： E(=)=E;(=)+E(=)=@Eime-n=+e,Emen= 月e=He+i日)=，先。-8元

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 6 1 1c 1 1c 1 1 2 1 1 1 j j j (1 j )     k      = = = − 1 1 1 1 2 1c 1c 1 1 1 1 2 1 1 (1 j ) (1 j )           − − = = − = − 媒质1中的入射波： 1 1 i im im i 1c ( ) e ( ) e z x z y E z e E E H z e    − − = = 媒质1中的反射波： 1 1 r rm rm r 1c ( ) e ( ) e z x z y E z e E E H z e    = = − 媒质1中的合成波： 1 1 1 1 1 i r im rm im rm 1 i r 1c 1c ( ) ( ) ( ) e e ( ) ( ) ( ) e e z z x x z z y y E z E z E z e E e E E E H z H z H z e e       − − = + = + = + = −

电磁场与电磁波 第6章均匀平面波的反射与透射 7 媒质2中的透射波： B.(F()-2 Fme 12c r-ikjoj(-jay %-股品”=0-品 在分界面z=0上，电场强度和磁场强度切向分量连续，即 E(0)=E2(0) Eim +Erm Fum H,(O)=H2(0) (E n-Em)=Em 72

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 7 媒质2中的透射波： 2 1 2 2 2c 2 2c 2 2 2 j j j (1 j ) k          = = = − 2 2 2 2 1 2 1 2 2c 2 2c 2 2 2 (1 j ) (1 j )           − − = = − = − 2 2 tm t tm t 2c ( ) e , ( ) e z z x y E E z e E H z e    − − = = 在分界面z = 0 上，电场强度和磁场强度切向分量连续，即 (0) (0) (0) (0) 1 2 1 2 H H E E =  =   im rm tm im rm tm 1c 2c 1 1 ( ) E E E E E E   + = − =   

第6章均匀平面波的反射与透射 8 定义分界面上的反射系数为反射波电场的振幅与入射波电场 振幅之比、透射系数x为透射波电场的振幅与入射波电场振幅之比 则 Eim Em Eu T= Emn2e-The Eim n2e+e ■讨论： 1(En-Em)= Em= 1+T=x Eim 72c+71c T和x是复数，表明反射波和透射波的振幅和相位与入射波 都不同。 e 若媒质2为理想导体，即o2=0,则2。=0，故有 T=-1、x=0 若两种媒质均为理想介质，即σ=σ2=0，则得到 T=1- = 212 72+71 72+7 KKDN

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 8 定义分界面上的反射系数Γ为反射波电场的振幅与入射波电场 振幅之比、透射系数τ为透射波电场的振幅与入射波电场振幅之比， 则 2 1 2 2 1 2 1 2 ,          − = = + + im rm tm im rm tm 1c 2c 1 1 ( ) E E E E E E   + = − =    tm 2c im 2c 1c E 2 E     = = + rm 2c 1c im 2c 1c E E      − = =  +  讨论：  1+ =  和 是复数，表明反射波和透射波的振幅和相位与入射波 都不同。  = −1、 = 0 若两种媒质均为理想介质，即1= 2= 0，则得到 若媒质2为理想导体，即2 = ，则 2c = 0 ，故有

电磁场与电磁波 第6章均匀平面波的反射与透射 9 6.1.2对理想导体表面的垂直入射 媒质1： 媒质2 媒质1为理想介质，01=0 61241,O 0=00 媒质2为理想导体，02=00 则月=0√46,7 故 T=-1、x=0 在分界面上，反射 ◆ Em =-Eim 波电场与入射波电 场的相位差为π z=0 媒质1中的入射波：E,(e)=eEme:，i,(e)=e, 媒质1中的反射波： E(2)=-Emei,H()=e 71

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 9 E E rm im = − 6.1.2 对理想导体表面的垂直入射 x 媒质1： 媒质2： 1 1 1  , ,  2 =  z z = 0 y Ei Hi i k Er Hr r k 媒质1为理想介质，σ1＝0 媒质2为理想导体，σ2＝∞ 故  = −1、 = 0 媒质1中的入射波： 1 1 j j im i im i 1 ( ) e , ( ) e z z x y E E z e E H z e    − − = = 媒质1中的反射波： 1 1 j j im r im r 1 ( ) e , ( ) e z z x y E E z e E H z e    = − = 1 1 1     = , 1 1 1 ,    则 = 2 = 0 在分界面上，反射 波电场与入射波电 场的相位差为π

电磁场与申 第6章均匀平面波的反射与透射 10 媒质1中合成波的电磁场为 E()=eEim (e)=-e,j2Eim sin(B=) 月（）日=e,E(em+en)=e,2 cos(B包 71 瞬时值形式E(z,t)=Re[E(z)eo]=e2 Eim sin(Bz)sin(or) 月，(e,）=Rci,(ee]=e,2 cos(p)=eosa0） 合成波的平均能流密度矢量 文.sa门 理想导体表面上的感应电流 J=,×i,(e儿=-e.xe,2Bcos(A9 =e 26

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 10 1 1 1 1 j j 1 im im 1 j j im im 1 1 1 1 ( ) (e e ) j2 sin( ) 2 cos( ) ( ) (e e ) z z x x z z y y E z e E e E z E E z H z e e         − − = − = − = + = 媒质1中合成波的电磁场为 合成波的平均能流密度矢量 * * im 1 av 1 1 im 1 1 1 1 2 cos( ) Re[ ] Re j2 sin( ) 0 2 2 x y E z S E H e E z e        =  = −  =           j 1 1 im 1 j im 1 1 1 1 ( , ) Re[ ( )e ] 2 sin( )sin( ) 2 ( , ) Re[ ( )e ] cos( )cos( ) t x t y E z t E z e E z t E H z t H z e z t        = = = = 瞬时值形式 im 1 im n 1 0 0 1 1 2 cos( ) 2 ( ) | | S z z y z x E z E J e H z e e e    =  = −  = = = 理想导体表面上的感应电流