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§5惠更斯原理波的衍射波的反射与折射一、惠更斯原理OS 1S 2u ∆tu ∆tS 1S 2在均匀的自由空间波传播时，任一波面上的每一点都可以看作发射子波的点波源，以后任意时刻，这些子波的包迹就是该时刻的波面。
——波沿直线传播t+∆t 时波面t 时波面t+∆t 时波面S1i 2三、波的反射与折射介质1MN反射波与入射波在同一介质中传播tu MD AN ∆==i容易算出i i '=（n 1）（n 2）A B C DMNi 1i1tu MD ∆1=tu AN ∆2=21u u AN MD =2sin i AD AN =1sin i AD MD =11u c n =22u c n =2211sin sin i n i n =介质2A B C D1122sin sin i u i u =21n =介质2相对于介质1的折射率折射波与入射波在不同介质中传播介质相对于空气的折射率声波—机械纵波一、声压媒质中有声波传播时的压力与无声波传播时的静压力之差纵波—疏密波稀疏区域：实际压力小于静压力，声压为负值稠密区域：实际压力大于静压力，声压为正值§7声波与声强级次声波可闻声超声波声压是仪器所测得的物理量定义声压：p = p -p 0对某声波媒质无声波——静压力p 0 、密度ρ0有声波——压力p 、密度ρ)(Hz ν2020000p+pV+∆V ∆V。
电磁波传播模式及概念
电磁波传播是指电磁场在空间中的传递过程。
电磁波是由电场和磁场交替变化的波动组成，其传播方式主要有以下几种：
1、空间传播：电磁波在自由空间（无介质）中传播，如无线通信、雷达、光通信等应用中的电磁波传播。
2、导播传播：电磁波在特定介质中传播，如光纤通信中的光波、无线电波在空气、水等介质中的传播。
3、折射：电磁波从一种介质进入另一种介质时，由于介质密度、电导率等特性不同，传播速度发生变化，导致传播方向改变。
4、反射：电磁波遇到物体表面时，部分能量被反射，形成反射波。
如雷达探测、无线通信中的信号反射等。
5、衍射：电磁波遇到障碍物或通过狭缝时，波前发生弯曲，形成衍射现象。
衍射分为菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射两类。
6、干涉：当两个或多个电磁波在同一空间叠加时，根据波的相位差产生干涉现象，表现为亮暗相间的干涉条纹。
电磁波的概念：
电磁波是由电场和磁场交替变化的波动组成，二者互相垂直。
在任何介质中，电磁波的传播速度都与该介质的性质有关。
在真空中，电磁波的传播速度等于光速（约为3×10^8 米/秒）。
根据波长的不同，电磁波可分为无线电波、微波、红外光、可见光、紫外光、X射线、γ射线等。
我们日常生活中遇到的无线通信、广播电视、光通信等均依
赖于电磁波的传播。
电磁波传播过程中可能受到环境、介质、设备等因素的影响，如衰减、反射、折射等。
为了实现高效、稳定的电磁波传播，科学家和工程师们进行了大量研究和实践。
平面电磁波1 时变电磁场以电磁波的形式存在于时间和空间这个统一的物理世界。
2 研究某一具体情况下电磁波的激发和传播规律，从数学上讲就是求解在这具体条件下Maxwell equations 或wave equations 的解。
3 在某些特定条件下，Maxwell equations 或wave equations 可以简化，从而导出简化的模型，如传输线模型、集中参数等效电路模型等等。
4 最简单的电磁波是平面波。
等相面（波阵面）为无限大平面电磁波称为平面波。
如果平面波等相面上场强的幅度均匀不变，则称为均匀平面波。
5 许多复杂的电磁波，如柱面波、球面波，可以分解为许多均匀平面波的叠加；反之亦然。
故均匀平面波是最简单最基本的电磁波模式，因此我们从均匀平面波开始电磁波的学习。
§ 波动方程1 电场波动方程：ερμμε∇+∂∂=∂∂-∇t J tE E ρρρ222 磁场波动方程 J t H H ρρρ⨯-∇=∂∂-∇222με 2 如果媒质导电（意味着损耗），有E J ρρσ=代入上面，则波动方程变为ερμεμσ∇=∂∂-∂∂-∇222tE t E E ρρρ 0222=∂∂-∂∂-∇tH t H H ρρρμεμσ 如果是时谐电磁场，用场量用复矢量表示，则ερμεωωμσ&&ρ&ρ&ρ∇=+-∇E E j E 22 022=+-∇H H j H &ρ&ρ&ρμεωωμσ 采用复介电常数，εμωωεσμεωωμσμεω&222)1(=-=-j j ，上面也可写成 3 在线性、均匀、各向同性非导电媒质的无源区域，波动方程成为齐次方程。
0222=∂∂-∇tE E ρρμε 0222=∂∂-∇t H H ρρμε 4在线性、均匀、各向同性、导电媒质的无源区域，波动方程成为齐次方程。
0222=∂∂-∂∂-∇tE t E E ρρρμεμσ 0222=∂∂-∂∂-∇tH t H H ρρρμεμσ 如果是时谐电磁场，用场量用复矢量表示，并采用复介电常数，εμωωεσμεωωμσμεω&222)1(=-=-jj ，上面也可写成 022=+∇E E &ρ&&ρεμω 022=+∇H H &ρ&&ρεμω 注意，介电常数是复数代表有损耗。
平面电磁波1.在z ＞0半空间中充满202εε=的电介质，z ＜0半空间中是空气10εε=，在介质表面无自由电荷分布。
若空气中的静电场为 128x z E e e =+ ，则电介质中的静电场和电位移矢量分别为( ).2. 波数k 指单位距离上的相位变化3. 波阻抗指与传播方向垂直的横平面上电场与磁场的振幅之比4. 均匀平面波是( )波。
即 ，5. 行波因子 或 反映了波的传播( )和传播速度。
6. 均匀平面波的场、磁场和传播方向两两( )，且满足右手定则7．均匀平面波的电场和磁场相位相同，( )为纯电阻性8．均匀平面波在等相位面上电场和磁场均( )，且任一时刻，任一处能量密度相等9．( )是在垂直于传播方向的平面内，场的矢端在一个周期内所画出的轨迹10．极化的分类：根据场的矢端轨迹，分为( )极化、( )极化、椭圆极化三类11．线极化波可分解为两个振幅相同、旋向相反的( )极化波12．圆极化波可分解为两个振幅相同、相差 、空间正交的( )极化波。
13．椭圆极化波可分解为两个振幅不同、旋向相反的( )极化波。
14．媒质的分类：理想导体 良导体( )导体，介质：良介质( )介质15．导电媒质指除( )介质以外的其他介质16．导电媒质中平面波的特点：是TEM波，是衰减波，频率越( )，电导率越大，衰减越快。
17．导电媒质中平面波的特点：电场和磁场( )相，即波阻抗为复数18．导电媒质中平面波的特点：波的传播速度与频率有关，是( )波。
19．导电媒质中平面波的特点：磁场能量密度( )于电场能量密度。
20．良介质是指( )的材料，它属于低损耗材料21．为了评价介质的优劣，通常良介质应给出( )参量22．与成( )比，越大，电磁波的传播速度越( )。
23．在理想导体表面上，垂直入射波发生( )现象。
24．合成波特点：电场和磁场均为( )波，但分布规律不同，在时间上相差，在空间上相差。
25．合成波特点：磁场的波节和波腹与电场错开( )波长26．合成波特点电场和磁场的相位沿传播方向( )。
大学物理中的电磁波电磁场的传播与性质电磁波是大学物理中的重要概念，它在电磁场中传播，并具有多种性质。
本文将从电磁波的定义、传播特性、电磁波谱和应用等方面进行探讨。
一、电磁波的定义电磁波是由变化的电场和磁场相互耦合产生的一种波动现象，具有电磁振荡和传播性质。
它的本质是通过电磁场的相互作用而传播能量和动量。
二、电磁波的传播特性1. 电磁波的速度：电磁波在真空中的传播速度为光速，即299792458米/秒（约为3.0×10^8 m/s），在其他介质中传播速度会发生变化。
2. 电磁波的周期和频率：电磁波的周期是指波的一个完整振动所经历的时间，单位为秒；频率是指单位时间内波的振动次数，单位为赫兹（Hz）。
3. 电磁波的波长和波数：电磁波的波长是指波的一个完整周期所对应的长度，通常用λ表示，单位为米；波数是指在单位长度内波的振动次数，通常用k表示，单位为1/米。
4. 电磁波的能量和强度：电磁波传播时会携带能量，能量与波的振幅和频率有关；强度是指单位面积内电磁波的能量流密度，与波的振幅和传播方向有关。
三、电磁波谱电磁波谱是指电磁波按照频率或波长划分的不同区域。
根据频率的不同，电磁波谱可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同的频段。
不同频段的电磁波在应用上具有不同的特性和用途。
四、电磁波的应用1. 通信：无线电波和微波被广泛应用于通信领域，包括无线电广播、电视信号传输、移动通信等。
2. 显微镜和光学：可见光是光学仪器如显微镜的重要光源，通过光学设备的应用可以观察和研究物体的微观结构。
3. 医学诊断和治疗：X射线和γ射线在医学影像和肿瘤治疗中起到重要作用，可以帮助医生诊断和治疗疾病。
4. 遥感和雷达：微波和红外线被用于遥感技术和雷达系统，可以监测和探测地球表面的变化和异常情况。
5. 光电子学和半导体器件：光电子学和半导体器件利用电磁波与物质相互作用的特性，开发了各种光学传感器和光电子器件。
肿瘤热疗技术中平面电磁波与人体相互作用的研究
王祝盈;董卉慎;刘珈;谢中;翦知渐;陈小林;袁平
【期刊名称】《北京生物医学工程》
【年(卷),期】2006(025)003
【摘要】从电磁波传播的基础理论出发,对各种频率的平面电磁波在人体表面的反射系数、透射系数及透入深度进行了计算,发现在所计算的频率段内,反射系数均大于透射系数,且频率越低,虽透入深度较高频时增加,但反射系数也增大,这说明很大一部分原始电磁波由于人体表面的反射没有进入人体内.由此得出提高电磁波热疗效果的关键是反射电磁波的再利用,并提出了相应的改进措施.
【总页数】5页(P288-292)
【作者】王祝盈;董卉慎;刘珈;谢中;翦知渐;陈小林;袁平
【作者单位】湖南大学应用物理系,长沙,410082;湖南大学应用物理系,长
沙,410082;湖南省肿瘤医院,长沙,410013;湖南大学应用物理系,长沙,410082;湖南大学应用物理系,长沙,410082;湖南大学应用物理系,长沙,410082;湖南中医学院第一附属医院,长沙,410007
【正文语种】中文
【中图分类】R318.03
【相关文献】
1.平面电磁波在多层平板介质中的传播特性研究 [J], 吴波;李靖
2.三层介质人体模型中电磁波传输的研究 [J], 王剑;和伟
3.平面电磁波在多分层介质中的传播特性研究 [J], 王龙波;赵睿
4.平面电磁波在各向异性周期介质中的传输特性研究 [J], 罗俊;唐政华;段盛
5.MATLAB在平面电磁波可视化课堂中的应用研究 [J], 王艳
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