第六章均匀平面波的反射和透射
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第6章 均匀平面波的反射与透射(一)思考题6.1 试述反射系数和透射系数的定义,它们之间存在什么关系?答:(1)反射波电场振幅E rm与入射波电场振幅E im的比值为分界上的反射系数;透射波电场振幅E tm与入射波电场振幅E im的比值为分界面上的透射系数。
(2)反射系数Γ和透射系数τ之间的关系为:6.2 什么是驻波?它与行波有何区别?答:频率和振幅均相同,振动方向一致,传播方向相反的两列波叠加后形成的波叫驻波。
行波在介质中传播时,其波等相面随时间前移,而驻波的波形不向前推进。
6.3 均匀平面波垂直入射到两种理想媒质分界面时,在什么情况下,反射系数大于0?在什么情况下,反射系数小于0?答:均匀平面波垂直入射到两种理想媒质分界时,当时,反射系数Γ>0;当时,反射系数Γ<0。
6.4 均匀平面波向理想导体表面垂直入射时,理想导体外面的合成波具有什么特点?答:均匀平面波向理想导体表面入射时,理想导体外面的合成波具有特点如下:合成波电场和磁场的驻波在时间上有的相移,在空间上也错开了且在导体边界上,电场为零。
驻波的坡印廷矢量的平均值为零,不发生电磁能量的传输过程,仅在两个波节之间进行电场能量和磁场能量的交换。
6.5 均匀平面波垂直入射到两种理想媒质分界面时,在什么情况下,分界面上的合成波电场为最大值?在什么情况下,分界面上的合成波电场为最小值?答:当均匀平面波垂直入射到两种理想媒质分界面时,的位置时,分界面上的合成波电场为最大值。
的位置时,分界面上的合成波电场为最小值。
6.6 一个右旋圆极化波垂直入射到两种媒质分界面上,其反射波是什么极化波?答:右旋圆极化。
6.7 试述驻波比的定义,它与反射系数之间有什么关系?答:驻波比的定义是合成波的电场强度的最大值与最小值之比,即6.8 什么是波阻抗?在什么情况下波阻抗等于媒质的本征阻抗?答:在空间任意点,均匀平面波的电场与磁场强度的模值之比称为自由空间的波阻抗,在均匀无耗各向同性的无界媒质中,均匀平面波的电场与磁场的模值之比称为媒质中的阻波抗。
第一章矢量分析①A A Ae =②cos A B A Bθ⋅=⋅③A 在B 上的分量B AB A B A COS BA θ⋅==④e xyz x y z xyzA B e e A A AB B B⨯=⑤A B A B⨯=-⨯ ,()A B C A B A C⨯+=⨯+⨯ ,()()()A B C B C A C A B ⋅⨯=⋅⨯=⋅⨯(标量三重积),()()()A B C B A C C A B ⨯⨯=⋅-⋅⑥ 标量函数的梯度xy z u u u ux y ze e e ∂∂∂∇=++∂∂∂⑦ 求矢量的散度=y x z A xyzA A A ∂∂∂∇⋅++∂∂∂散度定理:矢量场的散度在体积V 上的体积分等于在矢量场在限定该体积的闭合曲面S 上的面积分,即VSFdV F d S ∇⋅=⋅⎰⎰,散度定理是矢量场中的体积分与闭合曲面积分之间的一个变换关系。
⑧ 给定一矢量函数和两个点,求沿某一曲线积分E dl ⋅⎰,x y CCE dl E dx E dy ⋅=+⎰⎰积分与路径无关就是保守场。
⑨ 如何判断一个矢量是否可以由一个标量函数的梯度表示或者由一个矢量函数的旋度表示?如果0A ∇⋅= 0A ∇⨯=,则既可以由一个标量函数的梯度表示,也可以由一个矢量函数的旋度表示;如果0A ∇⋅≠,则该矢量可以由一个标量函数的梯度表示;如果0A ∇⨯≠,则该矢量可以由一个矢量函数的旋度表示。
矢量的源分布为A ∇⋅ A ∇⨯.⑩ 证明()0u ∇⨯∇=和()0A ∇⋅∇⨯=证明:解 (1)对于任意闭合曲线C 为边界的任意曲面S ,由斯托克斯定理有()d d dSCCuu u l l ∂∇⨯∇=∇==∂⎰⎰⎰S l 由于曲面S 是任意的,故有()0u ∇⨯∇=(2)对于任意闭合曲面S 为边界的体积τ,由散度定理有12()d ()d ()d ()d SS S ττ∇∇⨯=∇⨯=∇⨯+∇⨯⎰⎰⎰⎰A A S A S A S 其中1S 和2S 如题1.27图所示。