1、2022/7/19電磁場與電磁波16. 平面波對(duì)多層邊界上正投射7. 任意方向傳播的平面波8. 平面波對(duì)理想介質(zhì)邊界斜投射9. 無反射與全反射10. 平面波對(duì)導(dǎo)電介質(zhì)表面斜投射11. 平面波對(duì)理想導(dǎo)電表面斜投射12. 等離子體中的平面波13. 鐵氧體中的平面波2022/7/19電磁場與電磁波25. 平面波對(duì)平面邊界正投射 平面波在邊界上的反射及透射規(guī)律與介質(zhì)特性及邊界形狀有關(guān)。我們僅討論平面波在無限大的平面邊界上的反射及透射特性。均勻平面波垂直入射到兩種不同媒質(zhì)的分界平面 iqrqtqzxyiE/iEiE入射波 反射波 透射波 分界面 入射面 /rErErEtEtE/tEikrktk 媒質(zhì)類型

2、： 理想導(dǎo)體、理想介質(zhì)、導(dǎo)電媒質(zhì) 入射方式： 垂直入射、斜入射；2022/7/19電磁場與電磁波3111222zxy 一個(gè) x 方向極化的平面波向兩種介質(zhì)形成一個(gè)無限大的平面邊界正投射的情況如圖所示。S tS rS i 發(fā)生反射與透射時(shí)（考慮電場切向分量在邊界上連續(xù)），平面波的極化特性不會(huì)發(fā)生改變（比如存在入射場只存在x方向的分量，則反射場和透射場也必然只存在x方向的分量的電場）。反射波及透射波僅可具有與入射波相同的分量。2022/7/19電磁場與電磁波4111222zxyS r反射波S i入射波S t透射波式中 ， ， 分別為z = 0 邊界處各波的振幅。 磁場強(qiáng)度分量為 入射波反射波透射波

3、?反射波的傳播沿-z方向2022/7/19電磁場與電磁波5 電場強(qiáng)度的切向分量在任何邊界上均是連續(xù)的，考慮到所討論的有限電導(dǎo)率邊界上不可能存在表面電流，因而磁場強(qiáng)度的切向分量也是連續(xù)的。求得即在 z = 0 的邊界上2022/7/19電磁場與電磁波6 邊界上反射波電場分量與入射波電場分量之比稱為邊界上的反射系數(shù)，以 R 表示， 邊界上透射波電場分量與入射波電場分量之比稱為邊界上的透射系數(shù)，以 T 表示,即即 2022/7/19電磁場與電磁波7 介質(zhì)中任一點(diǎn)的合成電場強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度可以分別表示為 第一，若介質(zhì)為理想介質(zhì) ，介質(zhì)為理想導(dǎo)體 ，則兩種介質(zhì)的波阻抗分別為全部電磁能量被邊界反射，這種情況

4、稱為全反射。2022/7/19電磁場與電磁波8因 ，介質(zhì)中任一點(diǎn)合成電場為 對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)值為此式表明，介質(zhì)中合成電場的相位僅與時(shí)間有關(guān)，而振幅隨 z 的變化為正弦函數(shù)。在 處，任何時(shí)刻的電場為零。 空間各點(diǎn)合成波的相位相同，同時(shí)達(dá)到最大或最小。平面波在空間沒有移動(dòng)，因此稱為駐波。在 處，任何時(shí)刻的電場振幅最大。2022/7/19電磁場與電磁波9Ex 001z1 = 02 = O 駐波與行波的特性截然不同，行波的相位沿傳播方向不斷變化，而駐波的相位與空間無關(guān)。Ex 00z1O1 = 02 = t1 = 0t1 = 0Ex(z, t)zO波節(jié)波腹2022/7/19電磁場與電磁波10介質(zhì)中的合成磁場為

5、對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)值為Hy 0z1O1 = 02 = y電場的瞬時(shí)值為 磁場也形成駐波，但其零值及峰值位置與電場駐波的分布恰好相反，時(shí)間相位相差 。2022/7/19電磁場與電磁波11磁場強(qiáng)度電場強(qiáng)度合成場的復(fù)數(shù)形式：合成場的實(shí)數(shù)（瞬時(shí)）形式： 理想媒質(zhì)空間(z0)中的合成波 理想媒質(zhì)中的合成波場量表達(dá)式：入射波合成波反射波合成電、磁場的關(guān)系：時(shí)間相位差/2 空間距離相錯(cuò)/ 4為純駐波 駐波與行波的特性截然不同，行波的相位沿傳播方向不斷變化，而駐波的相位與空間無關(guān)。 由于介質(zhì) 1 中電場強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度的相位差為 /2 ，因此，復(fù)坡印廷矢量的實(shí)部為零，只存在虛部。這表明，介質(zhì) 1 中沒有能量單向流動(dòng)，能

6、量僅在電場與磁場之間進(jìn)行交換。平均能量為常數(shù)沒有能量單向流動(dòng) 由于介質(zhì) 2 為理想導(dǎo)體，介質(zhì)分界面上存在面電流密度。 磁場強(qiáng)度在介質(zhì)分界面上的邊界條件為 介質(zhì)分界面上的面電荷密度為2022/7/19電磁場與電磁波15 第二，若介質(zhì)為理想介質(zhì) = 0 ，介質(zhì)為一般導(dǎo)電介質(zhì)，則介質(zhì)的波阻抗及傳播常數(shù)分別為反射系數(shù)為 式中， 為R 的振幅； 為 R 的相位。在 處，電場振幅取得最大值，電場強(qiáng)度可用R表示為得2022/7/19電磁場與電磁波16在 處，電場振幅取得最小值。01z 電場振幅的最大值與最小值之比稱為駐波比，以 S 表示 。SWR得 兩個(gè)相鄰振幅最大值或最小值之間的距離為半波長。 反射系數(shù)電

7、場振幅2022/7/19電磁場與電磁波17 若兩種介質(zhì)均是理想介質(zhì)，當(dāng) 時(shí)，邊界處為電場駐波的最大點(diǎn)；當(dāng) 時(shí)，邊界處為電場駐波的最小點(diǎn)。 上述情況不同于前述的完全駐波。此時(shí)介質(zhì)中既有向前傳播的行波，又包含能量交換的駐波。當(dāng)發(fā)生全反射時(shí)， 。 當(dāng) 時(shí)， 。這種無反射的邊界稱為匹配邊界。2022/7/19電磁場與電磁波18對(duì)兩種理想介質(zhì)分界面的垂直入射x入反12yz透 媒質(zhì)1中合成波電場為： 合成波電場 駐波電場z 行波電場 合成波電場振幅 合成波電場z為行駐波2022/7/19電磁場與電磁波19 例 已知形成無限大平面邊界的兩種介質(zhì)的參數(shù)為 ， ； ， 。當(dāng)一右旋圓極化平面波由介質(zhì)向介質(zhì)垂直入射

8、時(shí)，試求反射波和透射波及其極化特性。 解 建立直角坐標(biāo)系，令邊界平面位于平面。入射波、反射波和透射波可以分別表示為 111222zxyS tS rS i2022/7/19電磁場與電磁波20 反射系數(shù)和透射系數(shù)分別為 由于反射波及透射波的 y 分量仍然滯后于 x 分量， 但反射波的傳播方向?yàn)樨?fù) z 方向，因此變?yōu)樽笮龍A極化波。透射波的傳播方向仍沿正 z 方向，因此還是右旋圓極化波。 111222zxyS tS rS i2022/7/19電磁場與電磁波21 例2 一均勻平面波沿+z 方向傳播，其電場強(qiáng)度矢量為 解：(1) 電場強(qiáng)度的復(fù)數(shù)表示 （1）求相伴的磁場強(qiáng)度 ；（2）若在傳播方向上z = 0

9、處，放置一無限大的理想導(dǎo)體平板， 求區(qū)域 z 0 中的電場強(qiáng)度 和磁場強(qiáng)度 ；（3）求理想導(dǎo)體板表面的電流密度。則 2022/7/19電磁場與電磁波22寫成瞬時(shí)表達(dá)式 (2) 反射波的電場為 反射波的磁場為2022/7/19電磁場與電磁波23在區(qū)域 z 0 的合成波電場和磁場分別為 (3) 理想導(dǎo)體表面電流密度為 2022/7/19電磁場與電磁波24 例 3 已知媒質(zhì)1的r1=4、r1=1、1=0 ； 媒質(zhì)2 的r2=10、r2 = 4、2= 0 。角頻率5108 rad /s 的均勻平面波從媒質(zhì)1垂直入射到分界面上，設(shè)入射波是沿 x 軸方向的線極化波，在t0、z0 時(shí)，入射波電場的振幅為2.

10、4 V/m 。求： (1) k1（波矢）和k2 （波矢） ； (2) 反射系數(shù)R 和T ； (3) 1區(qū)的電場 ； (4) 2區(qū)的電場 。解:（1） 2022/7/19電磁場與電磁波25（2） （3） 1區(qū)的電場或 2022/7/19電磁場與電磁波26（4）故 思考題8-5-1 設(shè)平面電磁波正投射到一個(gè)平面邊界上，邊界兩邊的介質(zhì)均為理想介質(zhì)。關(guān)于反射系數(shù)，下述說法正確的是（A） 正實(shí)數(shù)（B） 負(fù)實(shí)數(shù)（C） 零（D） 以上都不是思考題8-5-2 設(shè)一個(gè)左旋圓極化平面電磁波從理想介質(zhì)正投射到一個(gè)平面理想電導(dǎo)體表面，理想介質(zhì)中反射波的極化特性是（A） 線極化（B） 左旋圓極化（C） 右旋圓極化（D）

11、 左旋橢圓極化（E） 右旋橢圓極化2022/7/19電磁場與電磁波296. 平面波對(duì)多層邊界正投射 以三種介質(zhì)形成的多層介質(zhì)為例，說明平面波在多層介質(zhì)中的傳播過程及其求解方法。 Zc1Zc2Zc3lOz在兩條邊界上發(fā)生多次反射與透射現(xiàn)象。Odz1, 1k1iH1iE1ik1rH2iE2ik2iE1rH1rk2rE2rH2rk3tH3tE3t2, 23, 3x界面1界面22022/7/19電磁場與電磁波30 介質(zhì)和中僅存在兩種平面波，其一是向正 z 方向傳播的波，以 及 表示；另一是向負(fù) z 方向傳播的波，以 及 表示。在介質(zhì)中僅存在一種向正 z 方向傳播的波 。Zc1Zc2Zc3-lOz各層介

12、質(zhì)中的電場強(qiáng)度可以分別表示為2022/7/19電磁場與電磁波31相應(yīng)的磁場強(qiáng)度分別為Zc1Zc2Zc3-lOz2022/7/19電磁場與電磁波32 根據(jù)兩條邊界上電場切向分量必須連續(xù)的邊界條件，得 根據(jù)兩條邊界上磁場切向分量必須連續(xù)的邊界條件，得 是給定的，4 個(gè)方程中只有 ， ， 及 等4個(gè)未知數(shù)，因此完全可以求解。2022/7/19電磁場與電磁波33 對(duì)于 n 層介質(zhì)，總共只有 (2n2) 個(gè)待求的未知數(shù)。但根據(jù) n 層介質(zhì)形成的 (n1) 條邊界可以建立 2(n1) 個(gè)方程，可見這個(gè)方程組足以求解全部的未知數(shù)。 如果僅需計(jì)算第一條邊界上的總反射系數(shù)，引入輸入波阻抗概念可以簡化求解過程。Z

13、c1Zc2Zc3 n-2 n-1 3 2 1Zc(n-2)Zc(n-1)Zc n2022/7/19電磁場與電磁波34 以三種 3 層介質(zhì)為例，定義介質(zhì)中任一點(diǎn)的合成電場與合成磁場之比稱為該點(diǎn)的輸入波阻抗，以 Zin 表示，已知介質(zhì)中合成電場為 Zc1Zc2Zc3-lOz式中，R23 為介質(zhì)和之間的邊界上(z = 0)的反射系數(shù)，即 即2022/7/19電磁場與電磁波35介質(zhì)中的合成磁場可以表示為 求得 在 邊界上合成電場及合成磁場應(yīng)該連續(xù)，得2022/7/19電磁場與電磁波36第一條邊界上總反射系數(shù)定義為式中 對(duì)于第1層介質(zhì)，第2層及第3層介質(zhì)可以看作為波阻抗為 Zin(l) 的一種介質(zhì)。 上

14、述方法的理念是，僅考慮后置介質(zhì)的總體影響，不關(guān)心其內(nèi)部結(jié)構(gòu) 。 已知第2層介質(zhì)的厚度和電磁參數(shù)以及第3介質(zhì)的電磁參數(shù)即可求出輸入波阻抗Zin(l) 。2022/7/19電磁場與電磁波37 首先求出第 (n2) 條邊界處向右看的輸入波阻抗 ，則對(duì)于第 (n2) 層介質(zhì)，可用波阻抗為 的介質(zhì)代替第(n1) 層及第 n 層介質(zhì)。Zc1Zc2Zc3 n-2 n-1 3 2 1Zc(n-2)Zc(n-1)Zc n 依次類推，自后向前逐一計(jì)算各條邊界上向后看的輸入波阻抗，直至求得第一條邊界上向后看的輸入波阻抗后，即可計(jì)算總反射系數(shù)。2022/7/19電磁場與電磁波38Z1Z1Z2Z3Z1Z2Z1ZnZ3Z

15、2Zn-1Zn-2Z1Z3Z2Zn-22022/7/19電磁場與電磁波39 例 設(shè)兩種理想介質(zhì)的波阻抗分別為Z1 與Z2 ，為了消除邊界反射，在兩種理想介質(zhì)中間插入厚度為四分之一波長的理想介質(zhì)夾層，試求夾層的波阻抗 Z 。 解 首先求出第一條邊界上向右看的輸入波阻抗。Z1ZZ2求得第一條邊界上輸入波阻抗為為了消除反射，必須要求 ，得考慮到2022/7/19電磁場與電磁波40輸入波阻抗的方法是一種阻抗變換方法。 這種變換僅在給定的單一頻率點(diǎn)完全匹配，因此頻帶較窄。 利用四分之一波長的傳輸線可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換，此時(shí)既可變更傳輸線的長度又能保證匹配。可見，如果 為實(shí)數(shù)，輸入波阻抗的變化與正切函數(shù)的變化

16、規(guī)律一致，那么厚度為半波長或半波長整數(shù)倍的介質(zhì)夾層沒有阻抗變換作用。2022/7/19電磁場與電磁波41合成波輸入阻抗 z呈周期性變化。 當(dāng)zc 時(shí)，2022/7/19電磁場與電磁波92z表面波分界面稠密媒質(zhì)zxO稀疏媒質(zhì)2022/7/19電磁場與電磁波93 全反射 折射波(續(xù))折射波伴生磁場：利用 設(shè)E垂直于入射面 得2022/7/19電磁場與電磁波94 全反射 折射波(續(xù)) 波在進(jìn)入光疏媒質(zhì)（z0)后將按指數(shù)很快衰減。當(dāng) z = 1/ k 時(shí)振幅衰減為分界面處的 1 / e ，此值稱為透入深度。與波長為同數(shù)量級(jí)。 由于波在第二媒質(zhì)中，沿+x方向傳播的相速度為對(duì)于良導(dǎo)體：在全反射時(shí) ，所以該

17、波沿x方向的相速小于在介質(zhì)2中均勻平面電磁波沿傳播方向的相速度，稱為慢波對(duì)于良導(dǎo)體：2022/7/19電磁場與電磁波95 全反射 折射波(續(xù))折射波平均能流密度：波導(dǎo)中可以長距離地傳遞電磁波，損耗小。結(jié)論：折射波平均能流密度只有x分量，沿z方向透入介質(zhì)2中的平均能流密度為零，但瞬時(shí)值不為零。在半周期內(nèi)能量透入第二介質(zhì)，在界質(zhì)附近薄層內(nèi)儲(chǔ)存起來，在另一半周期內(nèi)，該能量釋放出變?yōu)榉瓷洳芰?，?shí)際上能量沒有傳入第二介質(zhì)2022/7/19電磁場與電磁波96光導(dǎo)纖維的介質(zhì)外層表面存在表面波，因此，必須加裝金屬外殼給予電磁屏蔽，這就形成光纜。 光導(dǎo)纖維：由兩種介電常數(shù)不同的介質(zhì)層形成的，其內(nèi)部芯線的介電常

18、數(shù)大于外層介電常數(shù)。當(dāng)光束以大于臨界角的入射角度自芯線內(nèi)部向邊界投射時(shí)，即可發(fā)生全反射，光波局限在芯線內(nèi)部傳播 全反射 折射波(續(xù)) 表面波2212022/7/19電磁場與電磁波97上述全部結(jié)論均在 的前提下成立。 當(dāng) ， 時(shí)，只有垂直極化波才會(huì)發(fā)生無反射現(xiàn)象。 當(dāng) ， 時(shí)，兩種極化波均會(huì)發(fā)生無反射現(xiàn)象。2022/7/19電磁場與電磁波98 例 一圓極化波從空氣中以布儒斯特角入射到參數(shù) 為r = 1，r = 5， = 0的介質(zhì)表面上。(1)求反射系數(shù)，并說明反射波的極化；(2)求透射系數(shù)，并說明透射波的極化。解：任意圓極化波總包含垂直分量和平行分量。(1) 反射系數(shù)：由于電磁波以布儒斯特角入射

19、，所以r0。反射波為線極化波(2) 透射系數(shù)：透射波為橢圓極化波2022/7/19電磁場與電磁波99 例 一圓極化波以入射角i /3從媒質(zhì)1（參數(shù)為 =0， = 40 ）斜入射至空氣。試求臨界角，并指出此時(shí)反射波是什么極化？解：臨界角為 可見入射角i /3大于臨界角c /6 ，此時(shí)發(fā)生全反射。入射的圓極化波可以分解成兩個(gè)垂直極化和平行極化的線極化波。雖然兩個(gè)分量的反射系數(shù)的大小此時(shí)都為1，但它們的相位不同且相位差不等于/2，反射波是橢圓極化波。2022/7/19電磁場與電磁波100100 例 下圖為光纖的剖面示意圖，如果要求光波從空氣進(jìn)入光纖芯線后，在芯線和包層的分界面上發(fā)生全反射，從一端傳至

20、另一端，確定入射角的最大值。 解：在芯線和包層的分界面上發(fā)生全反射的條件為由于所以故2022/7/19電磁場與電磁波10110. 平面波對(duì)導(dǎo)電介質(zhì)表面斜投射 設(shè)介質(zhì)為理想介質(zhì)，介質(zhì)為導(dǎo)電介質(zhì)，即 對(duì)于介質(zhì)可引入等效介電常數(shù)，令則介質(zhì)的波阻抗為 因 Zc2 為復(fù)數(shù)，此時(shí)反射系數(shù)及透射系數(shù)均為復(fù)數(shù)，無反射及全反射現(xiàn)象將不會(huì)發(fā)生。xeini21zierHiEiErHr2102022/7/19電磁場與電磁波102xeini21zierHiEiErHr210電磁波在導(dǎo)電介質(zhì)表面上的斜入射折射定理：式中 是區(qū)2的導(dǎo)電媒質(zhì)的等效介電系數(shù)對(duì)于一般金屬良導(dǎo)體結(jié)論:當(dāng)平面電磁波斜入射到良導(dǎo)體面上，無論入射角 的大

21、小如何，可以近似認(rèn)為電磁波沿著表面的法線方向透入導(dǎo)體內(nèi)2022/7/19電磁場與電磁波10311. 平面波對(duì)理想導(dǎo)電表面斜投射 設(shè)介質(zhì)為理想介質(zhì)，介質(zhì)為理想導(dǎo)電體，即那么反射系數(shù)為則 可見，當(dāng)平面波向理想導(dǎo)體表面斜投射時(shí)，無論入射角如何，均會(huì)發(fā)生全反射。上半空間理想介質(zhì)中的場分布值得詳細(xì)討論。?上半空間的場分布與平面波的極化特性有關(guān)。2022/7/19電磁場與電磁波104垂直極化波對(duì)理想導(dǎo)體表面的斜入射xeini21zierHiEiErHr210顯然此時(shí)發(fā)生全反射。結(jié)論 ：無論電場 E 是垂直入射面的垂直極化波，還是 平行與入射面的平行極化波，在理想導(dǎo)體面上都將發(fā)生全反射，而不能透入理想導(dǎo)體內(nèi)

22、部。即： 對(duì)于垂直極化波有半波損失(反射光相對(duì)入射光相位改變了Pi） 對(duì)于水平極化波 由反射定理2022/7/19電磁場與電磁波105 對(duì)于平行極化波，上半空間合成電場的 x 分量為考慮到 ， ，上式變?yōu)橥砜傻煤铣呻妶龅?z 分量及合成磁場分別為 合成波的相位隨 x 變化，而振幅與 z 有關(guān)，合成波為向正 x 方向傳播的非均勻平面波。irt1 , 12 , 2E iE tE rH iH rH tzxO平行極化2022/7/19電磁場與電磁波106 由于在傳播方向上存在 Ex 電場分量，合成場是非TEM 波，這種僅磁場強(qiáng)度垂直于傳播方向的電磁波稱為橫磁波或 TM 波。ExO1 = 02 = x

23、z Ex 分量的振幅沿 z 軸的變化如左圖示。Ex 分量的振幅為 在 z 方向上形成駐波，沿 x 方向?yàn)樾胁ā?2022/7/19電磁場與電磁波107媒質(zhì)1中的合成波zxO合成波的特點(diǎn) 合成波是沿x方向的行波，其振幅沿 z 方向成駐波分布，是非均勻平面波； 合成波磁場垂直于傳播方向，而電場則 存在x分量，這種波 稱為橫磁波，即T M 波 在 處，合成波電場的E1x= 0，如果在此處 放 置一塊無限大的理想導(dǎo)電平面，則不會(huì)破壞原來的場分布，這就意味著在兩塊相互平行的無限大理想導(dǎo)電平面之間可以傳播 T M 波。2022/7/19電磁場與電磁波108合成波的復(fù)能流密度矢量為其實(shí)部和虛部分別為可見，在

24、 x 方向上存在單向的能量流動(dòng)，而在 z 方向上只有電磁能量的相互交換。 若在 Ex = 0 處放置一塊無限大的理想導(dǎo)電平面，不會(huì)破壞原來的場分布，這就意味著在兩塊相互平行的無限大理想導(dǎo)電平面之間可以存在 TM 波的傳播。2022/7/19電磁場與電磁波109ExO1 = 02 = xz無限大理想導(dǎo)電平面TM波ESxExEzH2022/7/19電磁場與電磁波110 對(duì)于垂直極化波，同樣可以求得上半空間合成場的各個(gè)分量分別為 合成場同樣構(gòu)成向 x 方向傳播的非均勻平面波。但是電場強(qiáng)度垂直于傳播方向，因此，這種合成場稱為橫電波或TE 波。 由于Ey 及 Hz 的振幅沿 z 方向按正弦函數(shù)分布，而H

25、x 的振幅沿 z 方向按余弦分布。xeini21zierHiEiErHr2102022/7/19電磁場與電磁波111 若在 處放置一塊無限大的理想導(dǎo)電平面，不會(huì)破壞原來的場分布。 這就表明， 在兩塊相互平行的無限大的理想導(dǎo)電平面之間可以傳播 TE 波。 若再放置兩塊理想導(dǎo)電平面垂直于 y 軸，由于電場分量與該表面垂直，因此也符合邊界條件。這樣，在四塊理想導(dǎo)電平板形成的矩形金屬管中可以存在 TE 波。EyO1 = 02 = yzTE波EHSxHxHz2022/7/19電磁場與電磁波112 由第九章即將獲悉，矩形或圓形金屬波導(dǎo)可以傳輸，而且只能傳輸 TE 波或 TM 波，它們不可能傳輸 TEM 波

26、。 例 當(dāng)垂直極化的平面波由空氣向無限大的理想導(dǎo)電平面斜投射時(shí)，若入射波電場振幅為 ，試求理想導(dǎo)電平面上的表面電流密度及空氣中能流密度的平均值。 ir 0 0 E iE rH iH rzxO 解 令理想導(dǎo)電平面為 平面，那么表面電流 JS 為2022/7/19電磁場與電磁波113能流密度的平均值為 根據(jù)垂直極化平面波的各分量 ，即可求得2022/7/19電磁場與電磁波11412. 等離子體中的平面波 等離子體是一種電離氣體，它由帶負(fù)電的電子，帶正電的離子以及中性分子組成，由于電子與離子數(shù)目相等，因此稱為等離子體。位于地球上空 60 2000 km 處的電離層就是等離子體。 等離子體在恒定磁場作

27、用下，顯示電各向異性的特點(diǎn)，即其介電常數(shù)可能多至 9 個(gè)分量。地球的磁通密度大約為0.030.07mT。 在地球磁場的作用下，位于地球上空的電離層的介電常數(shù)為電離層1000km對(duì)流層12km平流層60kmO32022/7/19電磁場與電磁波116 平面波進(jìn)入電離層后將被分裂為兩條不同路徑傳播，形成兩個(gè)折射波，這種現(xiàn)象稱為雙折射現(xiàn)象。進(jìn)一步分析還表明，平面波的極化方向也會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。地 球電離層E(t1)E(t2)2022/7/19電磁場與電磁波11713. 鐵氧體中的平面波 鐵氧體是一種磁性材料，其磁導(dǎo)率很高，但電導(dǎo)率很低，介電常數(shù)大約在 235 之間。這種鐵氧體在外加恒定磁場作用下，顯示磁各向異性。 當(dāng)平面波在鐵氧體中傳播時(shí)，前述的雙折射和極化面旋轉(zhuǎn)等現(xiàn)象同樣也會(huì)發(fā)生。這種極化面旋轉(zhuǎn)效應(yīng)在微波器件中獲得應(yīng)用。2022/7/19電磁場與電磁波118主 要 內(nèi) 容主 要 概 念 自由空間中的平面波、平面波極化特性、單層和多層邊界上的正投射、任意方向傳播的平面波的表示、平面邊界上的