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课程实验正弦均匀平面电磁波的反射和折射正弦均匀平面电磁波的反射和折射1、正弦均匀平面电磁波对平面边界的垂直入射1(1对两种介质边界的垂直入射(1)仿真参数:计算机仿真中所用的介质，其各项参数及对照均可在表中查到物质介电常数磁导率导电系数硬橡胶 3 1 1e-015siemens/m亚硝酸硅 7 1 0玻璃 5.5 1 0金 1 0.99996 41000000siemens/m银 1 0.99998 61000000siemens/m铜 1 0.99991 58000000siemens/m真空 1 1 0(,)仿真模型:图1 仿真结构图(以下仿真均以此为模型)(3)仿真结果:a. 介质1为真空，介质2为硬橡胶，激励频率为10GHz，仿真结果如下: 图2电场场图截面(a)图3电场场图截面(b)图4坡印廷矢量图图5电场波形图(x轴为仿真图y轴长度，波形图y轴为电场强度)由图2至图5可知，电场在真空区域，由于反射波与入射波的作用形成了行驻波，而在硬橡胶区域中，场强和波长都明显衰减，这是由于其介电常数大于真空中的介电常数，而其整体也成指数衰减。
这样的结果符合理论实践，仿真是正确的。
图6磁场场图截面(a) 图7磁场场图截面(b)图8磁场波形图(x轴为仿真图y轴长度，波形图y轴为磁场强度)由图6至图8可知，磁场在真空区域，由于反射波与入射波的作用形成了行驻波，而在硬橡胶区域中，场强和波长都明显衰减，这是由于其介电常数大于真空中的介电常数，而其整体也成指数衰减。
这样的结果符合理论实践，仿真是正确的。
b. 介质1为真空，介质2为亚硝酸硅，激励频率为10GHz，仿真结果如下:图9电场场图截面(a)图10电场场图截面(b) 图11坡印廷矢量图图12电场波形图(亚硝酸硅，x轴为仿真图y轴长度，波形图y轴为电场强度) 由图9至图12可知，电场在真空区域，由于反射波与入射波的作用形成了行驻波，而在亚硝酸硅区域中，场强和波长都明显衰减，这是由于其介电常数大于真空中的介电常数，而其整体也成指数衰减。
平面电磁波知识点电磁波是一种在空间中传播的波动现象，它由电场和磁场相互作用而产生。
平面电磁波作为电磁波的一种形式，具有特定的特性和应用。
本文将介绍平面电磁波的基本知识点，包括定义、特性、产生和传播、应用等内容。
一、平面电磁波的定义平面电磁波是指电场和磁场在空间中沿着一定方向传播的电磁波。
它的波动方向垂直于电场和磁场的传播方向，且电场和磁场的变化情况具有一定的关系。
平面电磁波包含了无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等多个频段。
二、平面电磁波的特性1. 频率和波长：平面电磁波的频率和波长间存在确定的关系，即波长等于光速除以频率。
波长越短，频率越高，能量越大。
不同频段的电磁波对应着不同的波长和频率范围。
2. 周期和振幅：平面电磁波的周期指一个完整波形所经历的时间，振幅指波峰或波谷与波中心的距离。
波形的周期和振幅决定了平面电磁波的能量和强度。
3. 速度：平面电磁波在真空中的传播速度是一个恒定值，即真空中的光速。
它的数值约为299,792,458米每秒，通常记作c。
不同介质中的传播速度与光速有关，由该介质的折射率决定。
4. 方向性：平面电磁波的传播方向是垂直于电场和磁场方向的。
电场和磁场的方向彼此垂直，并且与传播方向形成右手定则。
三、平面电磁波的产生和传播1. 产生：平面电磁波可以通过加速带电粒子、振动电荷或电流等方式产生。
当带电粒子或电流经过加速、振动时，会产生电场和磁场的变化，从而产生平面电磁波。
2. 传播：平面电磁波的传播遵循麦克斯韦方程组。
根据这些方程，平面电磁波在真空中以光速传播，不受介质的影响。
当平面电磁波遇到介质时，会发生折射、反射或透射等现象，具体情况取决于介质的性质。
四、平面电磁波的应用1. 通信：平面电磁波广泛应用于无线通信领域。
不同频段的电磁波用于无线电、电视、手机、卫星通信等通信系统，实现声音、图像和数据的传输。
2. 医学：平面电磁波在医学诊断、治疗和影像技术中起到重要作用。
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。
