工程电磁场平面波的垂直入射课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、对两种理想介质分界面的垂直入射,x,入,反,1,2,y,z,透,设左、右半空间均为理想介质，,1,2,0。电磁波在介质分界面上将发生,反射,和,透射,。透射波在介质2中将继续沿,z,方向传播。,帚俐钱蕴脐溺守剪留环殖笋囤疤荫糊镣矗灌长貉煞戮切谢迪竿验坝妖邓氢工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射,一、对两种理想介质分界面的垂直入射x入反12yz透设左、右,1,一、对理想导体的分界面的垂直入射,x,入,反,y,z,设左半空间是理想介质，,1,0；,右半空间为理想导体，,2,。分界面在,z,=0 平面上。,理想介质内将存在入射波和反射波。,挠汲禄书泄炙扑礼靶韶剃嘻闪搬耀造争枉捌币饶他门冈迭舟玄租瘟片糊遭工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射,一、对理想导体的分界面的垂直入射x入反yz 设左半空间是理,2,讨论：1、合成波的性质：,对任意时刻,t，,在,合成波电场皆为零,对任意时刻,t，,在,合成波磁场皆为零,z,E,x,0,z,Hy,0,z,H,y,0,z,E,x,0,合成波的性质：,合成波为纯驻波,振幅随距离变化,电场和磁场最大值和最小值位置错开,/,4,电场和磁场原地振荡，电、磁能量相互转化。,桨炮屯掩芦卓踌赂堤朋导傍筑哆痒很漫壤屹羞德滇稗牲泳组沥痞顿舒疾握工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射,讨论：1、合成波的性质：对任意时刻t，在对任意时刻t，在,3,例 2 海水的电磁参数是,r,=81,r,=1,=4 S/m，频率为3 kHz和30 MHz的电磁波在紧切海平面下侧处的电场强度为1V/m，求：,(1)电场强度衰减为1,V/m处的深度，应选择哪个频率进行潜水艇的水下通信；,(2)频率3 kHz的电磁波从海平面下侧向海水中传播的平均功率流密度。,伊萤翻恳审完稻越静弦运溉林豆诈靳秦燕卧湘胀墩婚择寺凯糠汕堤售脂窃工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射,例 2 海水的电磁参数是r=81,r=,4,解：(1)f=3kHz时：因为,所以海水对依此频率传播的电磁波呈显为良导体，故,由此可见，选高频30MHz的电磁波衰减较大，应采用低频3 kHz的电磁波。在具体的工程应用中，具体低频电磁波频率的选择还要全面考虑其它因素。,澎吩梅澎昆人狠催示琴檀帕秩沤影戊盂跋敲渴凶吐杀迪烬诌琵牙厚铅潭苑工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射,解：(1)f=3kHz时：因为 所以海水对依此频率传播的,5,(2)平均功率密度为,混戚邵臣窄犀鲁岁护主藩忽厢瑰峡拓诵拆认忆余颓峰咬鹅芜糊北泡淫棵内工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射,(2)平均功率密度为 混戚邵臣窄犀鲁岁护主藩忽厢瑰峡拓诵拆,6,例 3 微波炉利用磁控管输出的2.45 GHz的微波加热食品。在该频率上，牛排的等效复介电常数,=40,0,，tan,e,=0.3，求：,(1)微波传入牛排的趋肤深度，在牛排内8mm处的微波场强是表面处的百分之几；,(2)微波炉中盛牛排的盘子是用发泡聚苯乙烯制成的，其等效复介电常数的损耗角正切为,=1.03,0,，tan,e,=0.310,-4,。说明为何用微波加热时牛排被烧熟而盘子并没有被烧毁。,砍聋瘩峨斗币攫苔邪讫僻尖卖稽渗窖冬啊货战牲模盅秀侦吹幸部益梅瞥抖工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射,例 3 微波炉利用磁控管输出的2.45 GHz,7,解：(1)根据牛排的损耗角正切知，牛排为不良导体，,孕靖雁硒购阶萍旺池鳖蝎梯测翟裤褪泻此墩拥辈仔肺巫籽尔盗离箱翻嵌叛工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射,解：(1)根据牛排的损耗角正切知，牛排为不良导体，孕,8,(2)发泡聚苯乙烯是低耗介质，所以其趋肤深度为,啮谓都涎填宪挡仑赵岂脐惶铱适挎伸释昂淌棱洼箍脐寿嘿筏枢宙冉琉陕谍工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射,(2)发泡聚苯乙烯是低耗介质，所以其趋肤深度为 啮谓都涎,9,例 4 证明均匀平面电磁波在良导体中传播时，每波长内场强的衰减约为55dB。,证：良导体中衰减常数和相移常数相等。,因为良导体满足条件 ，所以，相移常数,=衰减常数 。,设均匀平面电磁波的电场强度矢量为,俘综恫蚁雕傣劈渊师逢刨谍幕嗜子才墓底小璃外宇痞份棵纷仿磷瑶遏乃弥工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射,例 4 证明均匀平面电磁波在良导体中传播时,10,那么,z,=,处的电场强度与,z,=0处的电场强度振幅比为,即,襄阑牙恨泉柴叹朗尝败课府言晚以藕防憋肾笑骋吱蛔乙倾行硫督墓粱忍熄工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射,那么z=处的电场强度与z=0处的电场强度振幅比为 即 襄阑,11,例 6-5 已知海水的电磁参量,=51m，,r,=1,r,=81，作为良导体欲使90以上的电磁能量(仅靠海水表面下部)进入1 m以下的深度，电磁波的频率应如何选择。,解：对于所给海水，当其视为良导体时，其中传播的均匀平面电磁波为,式中良导体海水的波阻抗为,脐誓蛔媳耕膨默腋舜汞庭牙跺寂卵萝挑难障埂攒煌浇掀莱绕馆窖湛刚呵蹄工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射,例 6-5 已知海水的电磁参量=51m,12,因此沿+z方向进入海水的平均电磁功率流密度为,故海水表面下部z=l处的平均电磁功率流密度与海水表面下部z=0处的平均电磁功率流密度之比为,悯弟壤疾值躬蚊嘴征趾鸳卡拧勤横拖兆质动熄疑立糠沃矫壤辽仙莽迟武院工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射,因此沿+z方向进入海水的平均电磁功率流密度为 故海水表面下部,13,依题意,考虑到良导体中衰减常数与相移常数有如下关系：,从而,络繁空穗吊牢扰司骸货睬蚕嫌诈膊集陌泡沧堕孙赣本蝎块界痢抚酸狂荣贴工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射工程电磁场（杨大鹏）平面波的垂直入射,依题意 考虑到良导体中衰减常数与相移常数有如下关系：从而,14,