复旦大学：《电动力学》课程电子讲义（PDF演示版）第五章 电磁波的传播 05-02 电磁波在非导电介质界面上的反射和折射

经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§5.2 852电磁波在非导电介质界面上的反射和折射 复旦大学物理系 林志方徐建军1

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经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§5.2 852电磁波在非导电介质界面上的反射和折射 反射、折射的物理图象 复旦大学物理系 林志方徐建军1

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经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§5.2 852电磁波在非导电介质界面上的反射和折射 反射、折射的物理图象 当电磁波在均匀介质的传播过程中遇到不同介质界面时,电磁波将在界面 上激发面极化电荷、面极化电流、面磁化电流。这些被激发出来的电荷电 流也会反过来再激发电磁波(称为次波),这些次波以及介质中体极化电 荷、体极化电流和磁化电流所产生的次波就用所谓反射波、折射波等价地 描述 复旦大学物理系 林志方徐建军1

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经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§5.2 852电磁波在非导电介质界面上的反射和折射 反射、折射的物理图象 当电磁波在均匀介质的传播过程中遇到不同介质界面时,电磁波将在界面 上激发面极化电荷、面极化电流、面磁化电流。这些被激发出来的电荷电 流也会反过来再激发电磁波(称为次波),这些次波以及介质中体极化电 荷、体极化电流和磁化电流所产生的次波就用所谓反射波、折射波等价地 描述。 能否这样做?看是否满足 Maxwel!方程和边界条件。 复旦大学物理系 林志方徐建军1

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经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§5.2 852电磁波在非导电介质界面上的反射和折射 反射、折射的物理图象 当电磁波在均匀介质的传播过程中遇到不同介质界面时,电磁波将在界面 上激发面极化电荷、面极化电流、面磁化电流。这些被激发出来的电荷电 流也会反过来再激发电磁波(称为次波),这些次波以及介质中体极化电 荷、体极化电流和磁化电流所产生的次波就用所谓反射波、折射波等价地 描述。 能否这样做?看是否满足 Maxwel!方程和边界条件。 反射、折射的数学处理: 复旦大学物理系 林志方徐建军1

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经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§5.2 852电磁波在非导电介质界面上的反射和折射 反射、折射的物理图象 当电磁波在均匀介质的传播过程中遇到不同介质界面时,电磁波将在界面 上激发面极化电荷、面极化电流、面磁化电流。这些被激发出来的电荷电 流也会反过来再激发电磁波(称为次波),这些次波以及介质中体极化电 荷、体极化电流和磁化电流所产生的次波就用所谓反射波、折射波等价地 描述。 能否这样做?看是否满足 Maxwel!方程和边界条件。 反射、折射的数学处理: 由傅立叶分析知,任何随时间空间变化的场(波)都可分解单色平面波 因而,可将一般的入射反射折射波傅立叶分解成单色平面波之和。而单色 平面波本身满足(无源区)的 Maxwel方程,因此,只要对各单色平面电 磁波应用边界条件,即可求得一般的入射反射折射波之关系。也即,任何 波在两种不同介质界面上的反射和折射都可化为单色平面波的边值问题 复旦大学物理系 林志方徐建军1

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经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§5.2 852电磁波在非导电介质界面上的反射和折射 反射、折射的物理图象 当电磁波在均匀介质的传播过程中遇到不同介质界面时,电磁波将在界面 上激发面极化电荷、面极化电流、面磁化电流。这些被激发出来的电荷电 流也会反过来再激发电磁波(称为次波),这些次波以及介质中体极化电 荷、体极化电流和磁化电流所产生的次波就用所谓反射波、折射波等价地 描述。 能否这样做?看是否满足 Maxwel!方程和边界条件。 反射、折射的数学处理: 由傅立叶分析知,任何随时间空间变化的场(波)都可分解单色平面波 因而,可将一般的入射反射折射波傅立叶分解成单色平面波之和。而单色 平面波本身满足(无源区)的 Maxwel方程,因此,只要对各单色平面电 磁波应用边界条件,即可求得一般的入射反射折射波之关系。也即,任何 波在两种不同介质界面上的反射和折射都可化为单色平面波的边值问题。 本节讨论单色平面波在两种线性均匀各向同性非导电介质界面的反、折射。 复旦大学物理系 林志方徐建军1

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Let there be light 一、反射、折射基本定律 复旦大学物理系 林志方徐建军2

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Let there be light 一、反射、折射基本定律 入射波、反射和折射波都是单色平面波形式。 复旦大学物理系 林志方徐建军2

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Let there be light 一、反射、折射基本定律 入射波、反射和折射波都是单色平面波形式。 入射面:由界面法向与入射波矢量构成的平面 复旦大学物理系 林志方徐建军2

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