《电磁场与电磁波》课程教学资源（PPT课件讲稿）第6章 均匀平面波的反射与透射

重雕场易电雕做 第6章均勻平面波的反射与透射 峰计平酸反邀出

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 1

重雕场易电雕做 第6章均勻平面波的反射与透射 讨论内容 6.1均匀平面波对分界面的垂直入射 62均匀平面波对多层介质分界平面的垂直入射 63均匀平面波对理想介质分界平面的斜入射 64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 2 讨论内容 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

场另电第6章均匀平面波的反射与透射 3 e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 E 被分界面反射,一部分 透射波 波透过分界面。 入射波H H E H e入射方式:垂直入射斜入射反射k y 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真入射到两种不同媒 e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 3 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 ki 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：

场另电第6章均匀平面波的反射与透射 61均匀平面波对分界平面的垂直入射 611对导电媒质分界面的垂直入射 ez0中,导电媒质2的参数为 HO- 沿x方向极化的线极化波从 在⑨H 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 4 6.1 均匀平面波对分界平面的垂直入射 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 E r H r kr Et Ht kt 沿x方向极化的线极化波从 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

重雕场易电雕做 第6章均勻平面波的反射与透射 5 媒质1中的入射波 y1=jk。=j0√A E1(=)=3Em,e j0√s1( H1(=)=e E y12 08 媒质1中的反射波: a8 E (E)=eEne/ E 7(1-j) H1(=)= O81 e C 媒质1中的合成浪: E(2=E(2)+E (2)=eEime/+e/ E H1(z)=H1(=)+H,(=)=e, e e n1

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 5 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 (1 )          j j jk j c c = − = = 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 (1 ) (1 ) − − = − = = −           j j c c 媒质1中的入射波： z c i m i y z i x i m E H z e E z e E 1 1 ( ) e ( ) e 1    − − = =     媒质1中的反射波： z c r m r y z r x r m E H z e E z e E 1 1 ( ) e ( ) e 1        = − = 媒质1中的合成波： 1 1 1 1 1 1 1 1 ( ) ( ) ( ) e e ( ) ( ) ( ) e e z z i r x im x rm im rm z z i r y y c c E z E z E z e E e E E E H z H z H z e e       − − = + = + = + = −

场另电第6章均匀平面波的反射与透射 6 媒质2中的透射波: E E,()=eEm2,H1(=) y2=jk2=j0V4262=j01262( 08 72 oa, 08 在分界面z=0上,电场强度和磁场强度切向分量连续,即 E +E=E E1(0)=E2(0) H1(0)=H2(0) (Em-Em=-E

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

重雕场易电雕做 第6章均匀平面波的反射与透射 反射系数厂:反射波电场的振幅与入射浪电场振幅之比; 透射系数τ:透射浪电场的振幅与入射浪电场振幅之比。 E +E=E 人、E n2c tn E 2 ■讨论: n2c tn 1+F= 厂和τ是复数,表明反射波和透射波的振幅和相位与入射浪 都不同。 若媒质理想导体,即G20,则=0,故有r=-1、r=0 e若两种媒质均为理想介质,即σ1=2=0,则得到 27 72+n 2+n

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 7 反射系数Γ：反射波电场的振幅与入射波电场振幅之比； 透射系数τ：透射波电场的振幅与入射波电场振幅之比。 2 1 2 2 1 2 1 2 ,          − = = + + t m c i m r m c i m r m t m E E E E E E 1 2 1 ( ) 1   − = + =    2 2 1 2 tm c im c c E E     = = + 2 1 2 1 rm c c im c c 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。 若媒质2理想导体，即2= ，则η2c = 0，故有  = −1、 = 0 若两种媒质均为理想介质，即1= 2= 0，则得到

场另电第6章均匀平面波的反射与透射 8 612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 E1,1 媒质2为理想导体 则A=O√AE,m 0 H 故=-1、r=0 在分界面上,反射 E.=-E 波电场与入射波电 Im 场的相位差为π 媒质1中的入射波:E、(=)=hmeB=,H()= e Eim-iB 71 媒质1中的反射波:E,(=)=-E 方(\Em。jB 71

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 8 Erm = −Eim 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 1 ( ) e , ( ) e j z j z im i x im i y E E z e E H z e    − − = = 媒质1中的反射波： 1 1 1 ( ) e , ( ) e j z j z im r x im r 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

重雕场易电雕做 第6章均勻平面波的反射与透射 媒质中合成浪的电磁场为 E()=eEm(e P=-e1p1=)=-eij2Em Sin B, 2 Eim COs Bz H()=e,im(e 1 +eB)=e,=im. 瞬时值式 (z,t)=Re[e(ze/o=e,2Eim sin B,sin at H1(=,)=Re[H1(=)em]=e 2Bim- cos B,z coS @t 合成波的平均能流密度矢量 Re[E1×H1]=Re 2Em coS B Eim sin B2×e,(-m

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 9 1 1 1 1 1 1 2 cos ( ) (e e ) ( ) (e e ) 2 sin 1 1 1 1         E z e E H z e E z e E e j E z i m y i m j z j z y x i m j z j z x i m       = + = = − = − − − 媒质1中合成波的电磁场为 合成波的平均能流密度矢量 ) 0 2 cos Re 2 sin ( 2 1 Re[ ] 2 1 * 1 1 1 * 1 1  =      =  = −     E z S E H e j E z e i m a v x i m y      z t E H z t H z e E z t E z e E z t i m y j t x i m j t        cos cos 2 ( , ) Re[ ( )e ] ( , ) Re[ ( )e ] 2 sin sin 1 1 1 1 1 1 1       = = = = 瞬时值形式

场另电第6章均匀平面波的反射与透射 10 ■合成波的特点 媒质1中的合成浪是驻波。 H 电场振幅的最大值为2Eim 最小值为0;磁场振幅的最 大值为2Em11,最小值也 为0。 4 专电场波节点(E(=)的最小值的位置 B1 1min (n=0,1,2,3,) 专电场波腹点(E(=)的最大值的位置) B2m=-(2n+1)/2-→ (2n+1) (n=0,1,2,3,)

电磁场与电磁波 第6章 均匀平面波的反射与透射 10 合成波的特点 1 min   z n = − 1 min 2 n z  = − 1 max (2 1) 4 n z +  = − (n = 0,1,2,3,…) (n = 0 ,1,2,3,…) 媒质1中的合成波是驻波。 电场振幅的最大值为2Eim， 最小值为0 ；磁场振幅的最 大值为2Eim /η1，最小值也 为0。 1 电场波节点（ E ( )z 的最小值的位置）： 电场波腹点（ E1 ( )z 的最大值的位置） 1 min   z n = − + (2 1) / 2