傳播是"電磁場與電磁波"中非常重要的內(nèi)容之一.我們主要利用COMOSL 2電磁波在不同介質(zhì)下的傳播理論 2.1電磁波均勻有耗煤質(zhì)之中的傳播 2.2電磁波在回旋介質(zhì)之中的傳播 2.3電磁波在等離子體之中的傳播 2.4電磁波在電離層之中的傳播 2.5電磁波在導(dǎo)電煤質(zhì)之中的傳播 3利用COMSOLMultiphysics模擬電磁波的三維傳播 3.1太赫茲波的傳播示意圖 3.2透射譜與吸收譜 3.3各個頻點處的電磁場的分布情況 4電磁波在實際中的應(yīng)用 隨著電磁波研究領(lǐng)域的不斷進步，對電磁波的夠通過做實驗來深入理解電磁場的理論知識，但是由于這部分內(nèi)容復(fù)雜抽象，結(jié)構(gòu)非常嚴謹，理論性非常強，從這些表現(xiàn)可以估摸出并且具備動態(tài)時變的特點，所探索的內(nèi)容不僅僅看不見而且也摸不著，在學習的過程中很難創(chuàng)建對電磁波波動性的感性認識，因此，借助COMOSLMultiphysics磁波理論.他斷定電磁波的存在，推導(dǎo)出電磁波與光具有同樣的傳播速度.1887年，德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在.之后，人們又進行了許多實驗，不僅證明光是一種電磁波，而且發(fā)現(xiàn)了更多形式的電磁波，它們的本質(zhì)完全相同，只是波長和頻率有很大的差別.電磁波的傳播有四個基本傳播途徑形式.其中地波指的是電波在傳播的時候它是緊挨氣體和地面?zhèn)鞑サ?陳思遠，朱佳妮，2022).當在地波傳播時，由于地面會逐步的收到能量，因此它就會很快的變?nèi)酰谟谇拔闹纸鈱?dǎo)致了它不會傳播很遠的距離.直射波也能夠被叫為空間波，它主要是指無線電波從發(fā)出端開始發(fā)出然后經(jīng)過空間直線傳播到收到端的傳播的方式，它無法傳播的很遠，通常在能夠看得到的范圍內(nèi).天波指的是從天線朝著天上進行輻射的電磁波，通過空氣的電離層折射，繼而又到達大地的無線電波.散射傳播是一種指散射是從已經(jīng)發(fā)出的電磁波在投到電離層或者是高度較低的大氣層內(nèi)的不均勻的氣體時發(fā)生的，只有一些能夠到達收到點.雖然它能夠散射傳播很遠的距離，但是由于它的效率很低而且進行操作很困難，因此它并沒有被廣泛的應(yīng)用(曹景軒，彭俊杰，2023).電磁波的傳播最重要的特性有四個.趨膚效應(yīng)就是指射頻信號僅僅在導(dǎo)體內(nèi)具有或者是在自由的空間中有憑借波的形式，在此特定時刻不難看出這一點并且它只可以在導(dǎo)體的表面存在，不能深入到導(dǎo)體的內(nèi)部.當射射頻信號本身不在一個導(dǎo)體的周圍，而是射頻信號本身成為了電磁波在自由空間中進行運動，那么就可能會受到自由空間消耗.自由空間損耗就是指如果一個接收機與一個發(fā)射機離的遠，以上述分析為依據(jù)那么這個接收機所能夠收到的信號功率也就只能是占據(jù)了發(fā)射機發(fā)出的功率的一點，因為大多數(shù)的能量全被分布了.世界上存在很多物體，當射射就是指當射頻再遇到某些物體時，那么射頻信號的方向就會發(fā)生改變(楊致遠，何嘉誠，2021).仿真的圖像生動、形象的展現(xiàn)出來(江景軒，賴俊杰，2022).2電磁波在不同介質(zhì)下的傳播理論麥克斯韋方程組的形式是(譚永福，馬春霞，2019):此類煤質(zhì)的電磁波的波動方程是(馮志剛，謝海濤，2022): y=wJμe。是傳播常數(shù)，因此能夠得到(假澤霖，2024):其中的 當煤質(zhì)是均勻無耗的煤質(zhì)的時候，衰減常數(shù)為α=0,相位常數(shù)為β=wJμe.在這樣的大環(huán)境里由上面的內(nèi)容能夠看出來，電磁波在均勻有耗煤質(zhì)像(σ≠0,例如水)內(nèi)進行傳播的方式與均勻無耗煤質(zhì)像(σ=0,像真空)內(nèi)進行傳播的方式是不一樣的，如果電磁波的傳播發(fā)生在無耗煤質(zhì)內(nèi)，那么α=0,如果電磁波的傳播發(fā)生在導(dǎo)電煤質(zhì)內(nèi)，那么α≠0,并且電磁波進行傳播的時候會變?nèi)酰c此同時還制約了導(dǎo)電煤質(zhì)內(nèi)的無限電波的傳播長度(黃俊天，徐君萱，2022)31.本模型的顯著亮點在于其靈活性與可擴展性的結(jié)合。鑒于研究背景與需求的多樣性，本文在設(shè)計時強調(diào)了組件間的模塊化，以便根據(jù)實際需求靈活調(diào)整或替換，同時不影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與高效。這一創(chuàng)新策略不僅增強了模型的實用性，也為后續(xù)研究者打造了一個開放的研發(fā)空間，鼓勵他們基于現(xiàn)有框架進行二次開發(fā)或改良。2.2電磁波在回旋介質(zhì)中的傳播回旋介質(zhì)能夠被區(qū)分為兩種介質(zhì)，旋電介質(zhì)以及旋磁介質(zhì)41.第一個介質(zhì)的介電常數(shù)是厄米張量，通過觀察能夠推斷第二個介質(zhì)的磁導(dǎo)率為張量.等離子體通常是電子與離子共同合成的，當電磁波的傳播發(fā)生于等離子體內(nèi)，電場與磁場會影響電子與離子，因此就會使它們的運動發(fā)生變化(邵嘉偉，樊慧妍旋電介質(zhì)屬于是一類很不一般的介質(zhì)，有很多的特點，首先，它與各向同性介質(zhì)有差別，它為各向異性的介質(zhì)，從這當中不難看出因此它的介電常數(shù)就為張量(段云翔，歐陽菲，2018);其次，旋電介質(zhì)與單軸介質(zhì)的特征是不一樣的，它包含了單軸介質(zhì)沒有就可以在某種程度上控制著電磁波.2.3電磁波在等離子體中的傳播等離子體為一類頻率色散的介質(zhì)，它的介電張量與它的角頻率有關(guān)，因此如果波的頻率不同，那么它的介電張量也是不同的.日常生活中的物質(zhì)大部分都是由等離子體組成的，并且空間等離子體還會對電磁波傳輸以及散射特性形成干擾(鄧明煜、鄭澤濤、梁佳俊，2021)5.在此類情況中空間等離子體對電磁波傳輸、散射特性的影響主要與等離子體中的電子密度、離子密度、碰撞頻率等因素有關(guān).等離子體也會受到磁場和電場的影響，所以波在等離子體中的傳播也會受到像地球磁場這種比較弱的磁場的影響2.4電磁波在電離層之中的傳播電離層指的是由離子、電子和中性粒子共同構(gòu)成的，它本身是有著等離子體的一些特點的[61,如果電磁波是在電離層內(nèi)進行傳播的，那么這會是一個復(fù)雜的過程，電離層內(nèi)的電子會影響到電磁波的傳播，這在一定尺度上呈現(xiàn)并且電磁波的傳播還會受到地磁場以及中性大氣的影響，當電磁波在電離層內(nèi)進行傳播的時候，電磁場也會影響到構(gòu)，無論是在信息流動路徑還是數(shù)據(jù)分析方法上，都體現(xiàn)了對前人智慧的尊重與傳承，并在此基礎(chǔ)上進行了創(chuàng)新。在信息流程的設(shè)計上，本文借鑒了信息處理領(lǐng)域的經(jīng)典理論，確保信息從收集、傳遞至分析的每一步都高效且精確。通過嚴格把控信息源及執(zhí)行標準化處理步驟，信息的可靠性得到了切實保障，同時也更加注重信息流的透明度與可追蹤特性。2.5電磁波在導(dǎo)電煤質(zhì)中的傳播導(dǎo)電煤質(zhì)的電導(dǎo)率σ≠0,這也是它的一個獨特的特點，如果電磁波的傳播發(fā)生在導(dǎo)電煤質(zhì)里，是有傳導(dǎo)電流J=oE的，并且在這個時候也或許會失去很多的電磁能量.這在一定情況下反映了根據(jù)下列亥姆霍茲方程可以得到均勻平面波沿著+z軸方向傳播的方程是(李煜宸，周慧敏，2022):它的傳播特性參數(shù)變?yōu)榱藦?fù)數(shù)使γ=jke=α+jβ,那么解得的均勻平面波為E(z)=e,Ee?2=e,Ee"eib:E(z,t)=eEme"cos(ot-3利用COMSOLMultiphysics模擬電磁波的三維目前已經(jīng)存在大量有關(guān)電磁波傳播方面的研究.電磁波在弱導(dǎo)電媒介和良導(dǎo)體中再同步，即電場是在磁場之前的(周子豪，朱云杰，2021).本章主要利用COMSOL圖1給出了太赫茲(THz)波在聚對二甲苯薄膜(Parylene)中一個周期的傳輸示意3.2透射譜與吸收譜圖2給出了Parylene介質(zhì)的相對介電常數(shù)的實部εR為固定值2.6時，電磁波在三個不同損耗角正切值tan(δ)下的透射譜(a)和吸收譜(b).其中tan(δ)表示電磁波透過薄膜時的損耗，其值越大損耗越大表示電磁波穿過薄膜時透過薄膜的電磁波減少，而薄膜吸收的電磁波增加(李明輝，張慧文，2022).從這些表現(xiàn)可以估摸出從圖中我們也可以清晰的看出在同一頻率下，綠色的曲線表示電磁波穿過薄膜時的損耗最大，那么它在透射圖2給出的是頻率范圍在2THz-9THz的透射譜和吸收譜.從圖中的透射譜可以看出在這個頻率限制內(nèi)會出現(xiàn)9個透射最強的頻率，即曲線峰值所對應(yīng)的頻率.在于前文之分解我們分別選出第1、3、5、7、9個最大值處的頻率來研究電磁波在這五個頻率 3.3各個頻點處的電磁場的分布情況2.3292THz處的E強度和H強度，2.21e+05-3.8708THz處的E強度和H強度，4.42e+05-02.21e+05-0EooH655三圖3為損耗角正切值tan(δ)=0.04時，5個不同頻率下的電場和磁場分布圖圖3分別給出了損耗角正切值tan(δ)=0.04時，第1,3,5,7,9個最大值對應(yīng)頻率處電場和磁場在Parylene介質(zhì)的三維傳播情況.在此特定時刻不難看出這一點圖中紅色到藍色依次表示電磁場由最強到最弱(黃子萱，鄧曉彤，2018).從圖中可以看出電場和磁場一樣經(jīng)歷的是由最強到最弱再由最弱到最強的變化.從圖中還可以看出電場和磁場強度由強到弱反復(fù)的過程中到后面的最強比前面的最強顏色明顯變淺，也即說明了電磁波在傳播過程中由于能量的損失使得電磁場強度在逐漸減小.這與參考文獻[7]中一維的情況是相同的(賈雪凝，胡紫晨，2022其中一個重要因素在于時間的約束?？茖W研究往往是一個長期且細致的過程，特別是在面對復(fù)雜問題或新領(lǐng)域時，需要足夠的時間來觀察和分析數(shù)據(jù)，并最終得出可靠的結(jié)論。盡管本研究已取得一些初步發(fā)現(xiàn)，但要對所有結(jié)論進行全面且細致的核實，還需更長時間的跟蹤研究和反復(fù)實驗。這不僅有助于消除偶然因素的干擾，還能確保研究成果具備更高的可信度和廣泛的適用性。此外，技術(shù)手段的發(fā)展狀況也對結(jié)論的核實過程產(chǎn)生重要影響，隨著科技的進步，新型研究手段和技術(shù)不斷涌現(xiàn)，為科學研究提供了更多新的機遇。2.3292THz處的E強度和H強度，EH3.8708THz處的E強度和H強度，Eoo0H5.4202THz處的E強度和H強度，6.9775THz處的E強度和H強度，T4.42e+05-08.5348THz處的E強度和H強度，;圖4分別給出了損耗角正切值tan(δ)=0.08時，頻率分別為2.3292THz、3.8708THz、5.4202THz、6.9775THz、8.5348THz時電場和磁場在Parylene介質(zhì)的三維傳播情況.圖中紅色到藍色依次表示電磁場由最強到最弱(楊宇輝，林月婷，2020).以上述分析為依據(jù)從圖中可以看出電場和磁場同樣經(jīng)歷的是由最強到最弱再由最弱到最強比我們發(fā)現(xiàn)電場最強處顏色明顯變淺，電場強度減弱，鑒于這一情形這是由于損耗變大則電場穿過聚對二甲苯薄膜時吸收的會增強而透射過去的部分會減少.這正好與第二度的分布：E7765547655432.............21.21...H1964手72.21e+05-5.89e+05三EooH1964手E0H圖5分別給出了tan(δ)=0.12時，個頻點處電場和磁場在Parylene介質(zhì)的三維傳播情況.由圖11(b)到圖15(b)我們只看最前面的顏色我們發(fā)現(xiàn)由紅色逐漸減弱到綠色，這4電磁波在實際中的應(yīng)用電磁波指的是在彼此垂直并且相位一樣的磁場和電場內(nèi)形成出來的振動粒子波[81.電磁波可以不依靠介質(zhì)傳播，在真空中的傳播速度等同于光速.由于電磁波的傳播方向、電場方向、磁場方向三者相互垂直，在這樣的大環(huán)境里所以電磁波屬于橫波(沈浩然，曹雅琳，2021).人的眼睛能夠承受的電磁輻射，它的波長大概是處于380到780納米這個范圍內(nèi).如果熱力學最小的溫度比事物本身的溫度小，那么這個事物就能夠放出電磁輻射，但是世界上并沒有溫度低于或者等于熱力學最小的溫度的物質(zhì).通過觀察能夠推斷在現(xiàn)如今的社會中電磁波已經(jīng)擴散在了我們身邊的方方面面8,電磁波的發(fā)展使我們的生活變得更加的輕松快樂.例如在無線電廣播之中的聲音信號就會轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后將這些信號由頻率較高的振蕩的電磁波向周圍地方傳播發(fā)送(魏博文，錢夢婷，2021)81.在數(shù)據(jù)探索階段，先前研究的啟示要求本文加強對新興分析手段與技術(shù)的運用。隨著信息技術(shù)的日新月異，大數(shù)據(jù)分析、深度學習算法等尖端工具正逐步成為科研實踐的關(guān)鍵要素。這些工具不僅提升了數(shù)據(jù)處理效率，還能發(fā)掘傳統(tǒng)方法難以觸及的深層信息與規(guī)律。因此，在后續(xù)研究中，本文應(yīng)致力于探索將這些先進技術(shù)融入分析流程的途徑，以增強研究結(jié)論的精確度和深度理解。收音機也是在電磁波的接收儀器收到電磁波之后，把收到的電磁波內(nèi)的電信號轉(zhuǎn)變成聲音信號，然后就可以聽到不同頻段的廣播了.電磁波也使醫(yī)療保健這一范疇得到了飛快的進步，例如，從這當中不難看出在我們家庭之中會用到的醫(yī)用的儀器，都是通過不斷地變化，不斷地改進提高，利用不同頻率范疇內(nèi)的電磁波來進行發(fā)展的.并且與此同時電磁波在加熱日常的食品里也有著十分廣泛的應(yīng)用，例如我們在生活中經(jīng)常會看到用到的加熱的產(chǎn)品--微波爐，就是通過微波的有關(guān)特性來加熱食品的，它是使食品在微波場之中接收微波能量來完成食品自己加熱的工作(蔣子墨，霍夢琪，2021).并且電磁場與電磁波在利用電子產(chǎn)品來進行聯(lián)系的這一方面中，包括微波通訊方面、衛(wèi)星通信方面以及移動體之間的通信這幾個方面，都可以看出來電磁波為電子通信這一方面的發(fā)展做了非常大的貢獻19.因此，電磁波不管是在加熱食品方面還是通