电磁波反射与透射
电磁波的反射和透射
电磁波的反射和透射电磁波的反射系数和透射系数反射系数（reflectioncoefficient）是指光（入射光）投向物体时，其表面反射光的强度与入射光的强度之比值。
受入射光的投射角度、强度、波长、物体表面材料的性质以及反射光的测量角度等因素影响。
1931年英国帝国化学工业公司（ICI）规定，在入射光的投射角度为45度的情况下，用入射光的强度与此时测得的垂直于客体表面的反射光的强度之比得到的系数值，称为扩散反射系数。
一般来讲，在颜色系列中，黑色的反射系数较小，为0.03；白色的反射系数较大，为0.8。
反射系数反射电压与入射电压之比(Z1-Z0)/(Z1+Z0)折射率T=1-R一、公式电压反射系数：电流反射系数：反射光振幅与入射光振幅的比值,其数值多以百分数表示。
反射系数的平方称为反射率。
在电磁波在介质界面的传播中，透射率为T=1R。
因为所以其中称为终端反射系数。
对均匀无耗传输线，任意点反射系数大小均相等，沿线只有相位按周期变化，其周期为λ/2，因此称反射系数具有λ/2重复性。
反射系数与透射系数(reflection/transmissioncoefficient)当电磁波由一个磁导率为μ1、介电常数为ε1的均匀介质，进入另一个具有磁导率为μ2、介电常数为ε2的均匀介质时，一部分电磁波在界面上被反射回来，另一分电磁波则透射过去。
反射波与透射波的振幅同入射波振幅之比，分别称之为反射系数与透射系数。
斜入射的情况下，利用光学的反射和折射公式极为方便。
但是，在平面波对平面边界垂直人射的情况下，例如在传输线、波导及某些自由波的情形，波阻抗和特性阻抗的概念是有用的。
对于玻璃，反射系数大约为0.3。
其他材料未知。
光的全反射与透射
光的全反射与透射光是一种电磁波，它在不同介质之间传播时，通常会发生全反射与透射的现象。
本文将重点讨论光的全反射与透射，并探究其原理及应用。
一、全反射当光从一种光密介质射入另一种光疏介质时，入射角大于临界角时，光会完全反射回原介质，而不发生折射现象。
这种现象称为全反射。
光的全反射遵循斯涅尔定律，即入射角和折射角之间的正弦值之比等于两种介质的折射率之比。
当入射角等于临界角时，光沿界面传播的方向变成平行于界面，无法透射到第二种介质中。
全反射在很多实际应用中起到重要的作用。
例如，小钢球放在水面上会有一种幻觉效果，这是因为光在玻璃球与水之间发生了全反射；光纤通信中，信号的传输就是基于光的全反射原理。
全反射还被广泛应用于显微镜、光导纤维、激光等各种光学设备中。
二、透射透射是光从一种介质中穿过另一种介质并改变传播方向的现象。
当光从一种光密介质进入光疏介质时，入射角小于临界角，光会发生折射，并在第二个介质中继续传播。
透射现象在我们日常生活中随处可见。
当我们在暗室中打开门，光线透过门的缝隙照射到屋内；当我们戴上眼镜时，眼镜的镜片就起到了透射光线的作用。
透射的实际应用非常广泛，如光学仪器、摄影、眼镜、放大镜等。
三、正总反射与负折射除了全反射和透射以外，还存在正总反射和负折射的特殊现象。
当光从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角时，光会在界面上经历一次全反射，并且在全反射的过程中发生相位反转，这称为正总反射。
负折射是一种光学现象，光在正常情况下，光线入射角越大，折射角越小。
但在某些特殊材料中，随着入射角的增大，折射角反而增大，这种现象称为负折射。
四、应用领域光的全反射与透射在多个领域得到应用。
以下是其中一些典型的应用：1. 光纤通信：光纤通信是一种利用光的全反射传输信号的技术。
光信号通过光纤中的全反射来传输，并能在长距离内保持信号的稳定和高速传输。
2. 显微镜：显微镜利用透射原理观察微小物体，通过透射光学系统放大和聚焦物体的影像，使我们能够清晰地看到微观世界。
光的反射与透射
光的反射与透射光是一种电磁波，当光遇到物体时，会发生反射和透射现象。
反射是指光线遇到物体表面时改变方向的过程，透射则是光线穿过物体继续传播的现象。
在本文中，我们将探讨光的反射和透射及其相关理论。
一、反射1. 反射定律当光线从一种介质射向界面上的另一种介质时，会根据反射定律发生反射。
反射定律表明入射角与反射角相等，即入射光线、反射光线和法线三者在同一平面内。
2. 镜面反射镜面反射是一种发生在光线与光滑表面相交时的反射现象。
在镜面反射中，入射光线与反射光线的角度相等，并且反射光线朝着与入射光线相对称的方向传播。
这种反射现象在镜子、金属表面等光滑表面上常见。
3. 散射散射是指当光线遇到粗糙表面或颗粒物时，光线会以多个不同的方向反射。
散射造成了物体周围的环境看起来均匀发光，例如天空的蓝色就是由于大气中的空气分子对太阳光的散射。
二、透射1. 透射定律当光线从一种介质射向另一种介质时，如果没有发生反射，则发生透射。
透射定律表明入射角、透射角和两种介质的折射率之间存在一定的关系。
2. 折射折射是指当光线从一种介质进入另一种介质后改变方向的现象。
光线在折射时会发生速度和方向的变化，这是由于不同介质具有不同的折射率导致的。
著名的斯内尔定律描述了入射角、折射角和两种介质的折射率之间的关系。
3. 全反射当光线从光密介质射向光疏介质时，入射角超过了临界角，全部发生反射而没有透射。
这种现象称为全反射，常见于光线从光纤或水面射出时。
全反射在通信、显微镜等领域有着广泛的应用。
三、应用与意义光的反射和透射是光学原理的基础，深入理解这些现象对于实际应用有着重要的意义。
1. 镜子：镜子是利用光的镜面反射原理制成的，用于反射光线以产生清晰的像。
2. 光导纤维：光导纤维是利用光的全反射原理传输光信号的技术，广泛应用于通信领域。
3. 透镜与棱镜：透镜和棱镜利用光的折射原理来聚焦、分光，广泛应用于光学仪器、眼镜等设备中。
4. 光学薄膜：光学薄膜利用光的干涉现象来实现对特定波长光的选择性透过或反射，常用于光学器件与激光系统中。
电磁波的反射和折射现象实验
电磁波的反射和折射现象实验电磁波是一种广泛存在于自然界中的波动现象，其反射和折射现象在我们的日常生活中随处可见。
为了更好地理解这些现象，我们可以进行一系列的实验来观察和研究。
一、实验准备在开始实验之前，我们需要准备一些实验器材和材料。
首先，我们需要一台电磁波发射器，它可以产生不同频率的电磁波。
其次，我们需要一块平整的反射板和一块透明的折射板。
此外，我们还需要一些测量工具，如直尺、量角器和光电传感器等。
二、反射实验我们首先进行反射实验。
将电磁波发射器放置在一定距离的位置上，使其与反射板垂直放置。
然后，调整发射器的频率，让电磁波射向反射板。
在反射板上，我们可以观察到电磁波的反射现象。
通过测量反射角和入射角的大小，我们可以利用反射定律来计算电磁波的反射率。
反射定律表明，入射角和反射角之间的关系是相等的。
通过多次实验，我们可以得出反射率与入射角的关系，并绘制出反射率的曲线。
三、折射实验接下来，我们进行折射实验。
将电磁波发射器放置在与折射板垂直的位置上，调整发射器的频率，使电磁波射向折射板。
在折射板上，我们可以观察到电磁波的折射现象。
通过测量入射角和折射角的大小，我们可以利用折射定律来计算电磁波的折射率。
折射定律表明，入射角和折射角之间的关系可以用折射率的比值来表示。
通过多次实验，我们可以得出折射率与入射角的关系，并绘制出折射率的曲线。
四、反射和折射的应用反射和折射现象在日常生活中有着广泛的应用。
例如，我们常见的镜子就是利用反射现象制成的。
当光线射向镜子时，它会被镜子反射回来，形成我们所看到的影像。
同样，折射现象也被广泛应用于光学器件中，如透镜和棱镜等。
在光纤通信中，折射现象也扮演着重要的角色。
光纤中的光信号通过多次的反射和折射，可以在光纤中传输很长的距离而几乎不损失能量。
这使得光纤通信成为了现代通信技术中的重要组成部分。
五、实验的局限性和改进尽管反射和折射实验可以帮助我们更好地理解电磁波的行为，但是实验中仍然存在一些局限性。
电磁波的反射与折射：电磁波的反射和折射现象
电磁波的反射与折射：电磁波的反射和折射现象电磁波是一种以电场和磁场一起传播的能量波动，它在空间中的传播是通过电场的变化而引起磁场的变化，进而再引起电场的变化，如此循环往复。
电磁波在传播过程中会遇到不同材料的界面，会发生反射和折射现象。
反射是指电磁波遇到界面时，部分能量被原路反射回去，另一部分则继续传播；折射是指电磁波在通过界面时改变了传播方向。
当电磁波传播到一个界面时，其中一部分能量会被界面反射回去。
电磁波在垂直入射时，反射角等于入射角。
这是因为在垂直入射时，电磁波传播的方向与垂直界面的法线相同，所以反射角等于入射角。
而对于斜入射的电磁波来说，反射角与入射角不相等。
这是因为斜入射时，波的传播方向与界面法线不重合，所以反射角与入射角不相等。
反射的现象可以用光线的传播来解释。
当光线从空气射向水面时，部分光线会被水面反射回来。
反射光线的方向和入射光线的方向在水面法线上呈等角关系。
我们可以观察到，当我们看向水面时，我们可以看到水面上的物体的倒影。
这就是因为光线被反射了。
类似的现象也可以在其他介质之间发生，不论是透明的还是不透明的材料都会发生反射现象。
除了反射，电磁波在传播过程中还会发生折射。
折射是指电磁波从一种介质传播到另一种介质时，传播方向发生改变的现象。
当电磁波从一种介质传播到另一种介质时，介质的光密度不同会引起电磁波的传播速度发生改变，从而导致传播方向的改变。
根据斯涅尔定律，折射光线的入射角和折射角满足一定的关系，即光的入射角与折射角之间的正弦比与两种介质的光密度之比相等。
我们可以用光的折射来解释折射的现象。
当光从空气射入水中时，由于水的光密度大于空气，光的传播速度减小，光线的弯曲度变小，所以光线离法线的角度变小。
相应地，入射角变大，使得折射角变小。
这就是为什么我们看到水面时，物体的位置似乎比实际位置更高的原因。
反射和折射是电磁波在传播过程中常见的现象。
它们可以通过光的传播来很好地解释。
了解反射和折射的原理和规律，有助于我们更好地理解电磁波的传播特性，也有助于应用这些现象进行技术开发。
电磁波在不同分界面的反射与透射的简单分析
目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (1)引言（或绪论） (1)1 理论基础 (2)1.1 均匀平面波 (2)1.2对导电媒质分界面的垂直入射 (2)1.3全反射与全透射 (3)2 均匀平面波对理想介质分界面的斜入射 (4)2.1垂直极化波 (4)2.2平行极化波 (6)3 均匀平面波对理想导体分界面的斜入射 (4)3.1垂直极化波 (9)3.2平行极化波 (9)参考文献 (10)电磁波在不同分界面的反射与透射的简单分析摘要：由于不同媒质其媒质参数不同, 电磁波入射到媒质分界面时会产生反射和透射现象。
通过对电磁波在分界面上反射和透射的理论分析, 讨论反射波、透射波振幅、方向随入射角的变化。
关键词：边界条件; 反射系数; 平行极化;全反射Reflection and transmission characteristics of electromagnetic waves on interface of different mediumsStudent majoring in elecnomic information engineering JingXinpingTutor Jinhua OuyangAbstract：Due to the different parameters with different mediums, electromagneticwaves incidencing on the interface between mediums will produce the phenomenon ofreflection and transmission. This paper discusses amplitude, direction characteristics of reflected wave and transmission wave versus the angle of incidence throughanalyzing the formula.Key words: boundary condition; reflection coefficient;parallel polarization; allreflection引言随着电磁波技术在通讯、勘探等诸多领域的不断发展, 电磁波在介质中的传播问题也越来越重要[ 1] 。
电磁波的反射与透射
电磁波的反射与透射电磁波是一种电场和磁场交替传播的波动现象，可以在真空和物质介质中传播。
在传播过程中，电磁波会与物体相互作用，其中最常见的两种作用是反射和透射。
本文将对电磁波的反射与透射进行详细探讨。
一、电磁波的反射1. 反射现象当一束电磁波照射到平滑的边界上时，会发生反射现象。
反射是指电磁波在边界上遇到阻碍后，按照一定的规律回到原来的介质中。
2. 反射定律根据反射定律，入射角、反射角和垂直于边界的法线之间的夹角满足如下关系：入射角 = 反射角3. 反射特点- 反射会使电磁波改变传播的方向，但不会改变其频率；- 反射会导致电磁波的强度发生变化，与入射角、反射系数等因素有关；- 反射现象可以用来解释很多实际现象，如镜子中的反射和声纳测距中的原理等。
二、电磁波的透射1. 透射现象当一束电磁波照射到透明介质的边界上时，一部分电磁波会穿过界面进入到介质中，这种现象称为透射。
2. 透射定律透射定律可以描述透射过程中入射角、透射角和垂直于边界的法线之间的关系：n1sinθ1 = n2sinθ2其中，n1和n2分别是入射介质和透射介质的折射率，θ1和θ2分别是入射角和透射角。
3. 透射特点- 透射会使电磁波改变传播的方向和速度，同时也会改变其频率；- 透射系数可以用来表示电磁波透射过程中的能量损失；- 透射也是很多实际应用的基础，如光纤通信和太阳能电池等。
三、电磁波的反射与透射的应用1. 光的反射与透射光的反射与透射现象应用广泛，如镜子的制作、光的折射现象、实现光的隔离等。
2. 电磁波在无线通信中的应用电磁波的反射与透射在无线通信领域也发挥着重要作用。
通过合理布置天线和准确控制电磁波的反射和透射，可以实现无线信号在建筑物和地形中的传播和覆盖。
3. 电磁波在雷达中的应用雷达是一种利用电磁波的反射和透射原理来探测目标物体的技术。
通过测量电磁波的反射时间和强度，可以获取目标物体的位置、速度和形状等信息。
总结：电磁波的反射与透射是电磁波与物体相互作用的重要表现形式。
反射波和透射波
kt
ki r kr r kt r r |z0 xex
∴ ki r k1x sini
i r
kr r k1x sinr k1 sinr k2 sint
2 1
nt i r
x
kt r k2 x sint
ki
kr
6·2 均匀平面波对分界面的垂直入射
❖本节以入射波为z (ek=ez )方向的线极化波为例进行讨论
2 2
2
2
E e E e e 2
x
io
1
H1
ey
Eio
1
e e jk1z
jk1z
H2
ey
2
Eioe
2 2 z j
2e
2 2 z 2
1
将此与Ⅱ为理想导体时的场解相比，可见Ⅰ中的情况完全相同
而Ⅱ中不仅有一随传播距离衰减很快的量还有色散
② 对低损耗媒质进行分析 (良导体)
⑵ 功耗与电流 2
H1 ]
Re[ez
j
4
1
Ei2o
sin
k1z
cos k1z]
0
这说明单位面积上没有有功率穿过，即不传递能量
4、相速度VP=
t 等相位0
？ ∵是理想介质：∴
t
VP
Z Ve
0 VP
dz dt
p 0
w
0
二、Ⅱ为理想介质（1＝2＝0）
① 求解：
1、选择如图所示坐标，则：en=ez 且设et=ex(不失一般性)，
在Ⅱ为介质的空间内有一随传播距离而缓慢衰减的量
其它特性都一样
② 对低损耗媒质进行分析
2、Ⅱ为良导体：( 100 )
⑴ 场解
反射波和透射波
此时电场强度幅值上升但未达到最大；
C
是
t
T 4
时刻的电场，此时电场强度幅值最大；
D
是t
3T 8
时刻的电场，
此时电场强度幅值已经下降但未降到零。
华北电力大学电气与电子工程学院
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工程电磁场
主 讲 人 ： 王 泽 忠
电场强度的空间波形只有幅值改变，没有发生移动，驻波。
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工程电磁场
主 讲 人 ： 王 泽 忠
工程电磁场
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工程电磁场
王泽忠
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2 理想电介质分界面的反射和透射
理想电介质就是电导率为零的媒质。
由于电导率为零，参数得到简化。
设两种理想电介质分界面在 x 0 处，
根据分界面衔接条件建立方程
可以求出反射波和透射波。
华北电力大学电气与电子工程学院
11
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工程电磁场
主 讲 人 ： 王 泽 忠
ZC
， j ， 0 ， ，
j ， vT 。
因v
1
，所以
v
2f v
2 vT
2 。
设理想导体与理想电介质的分界面在 x 0 ，
根据媒质分界面衔接条件，得
华北电力大学电气与电子工程学院
E [(1 RW )e j1x j2RWsin1x]ey
H 1
x
E ZC1
[(1
RW )e j1x
RW ( e j1x
e j1x )]ez
E ZC1
电磁波的反射与透射
电磁波的反射与透射在我们日常生活中，电磁波无处不在。
从无线电、电视和手机通信，到微波炉和雷达，电磁波带给我们便利和传播信息的能力。
了解电磁波的特性对我们来说非常重要，其中之一就是反射和透射。
当电磁波遇到一个界面时，反射和透射是它们可能发生的两种现象。
反射指的是电磁波在与界面接触后，从界面上反射回来的现象；而透射则是电磁波通过界面继续传播的现象。
首先，让我们来讨论反射。
当一束电磁波遇到一个界面时，它会发生反射。
这意味着一部分电磁波会从界面上反射回来，返回到原来的媒介中。
反射的结果是，我们可以看到物体的表面。
例如，当光线照射到我们眼睛的物体上时，一部分光线会反射回到我们的眼睛中，使我们能够看到物体。
这种反射还发生在镜子上，使我们能够看到自己和周围的环境。
反射还可以被用来发送和接收无线电信号，因为它可以将信号从发射器反射回接收器。
接下来，让我们来谈谈透射。
透射是指电磁波通过界面继续传播的现象。
当电磁波遇到一个界面时，一部分电磁波会被界面吸收或散射，但另一部分电磁波会穿过界面并继续传播。
我们可以用透明物体作为例子来理解透射。
当光线遇到透明物体的表面时，一部分光线会被吸收或散射，但另一部分光线会穿过透明物体并投射到物体的另一侧。
这就是为什么我们可以透过窗户看到外面的景象，或者通过眼镜来改善视力。
要理解反射和透射，我们需要了解电磁波的性质。
电磁波是由电场和磁场组成的波动现象。
当电磁波遇到一个界面时，它们的速度和方向会发生改变，这就是我们能够看到反射和透射的原因。
根据电磁波的性质，当它们从一个介质进入到另一个介质时，它们的方向和速度会发生变化。
这种变化导致了反射和透射的现象。
除了反射和透射，电磁波还可以发生折射。
折射是指电磁波在通过一个介质时，由于介质的折射率不同，波的方向会发生变化的现象。
这种变化导致了光在水中弯曲的现象，使得我们能够看到一些光在水中弯曲的景象，比如杆子被水中的折射效应看起来弯曲了。
总结起来，电磁波的反射和透射是我们日常生活中经常会遇到的现象。
物理知识总结电磁波的反射与折射
物理知识总结电磁波的反射与折射物理知识总结——电磁波的反射与折射电磁波是一种能量的传播形式，它能够在真空中以及各种介质中传播。
在电磁波的传播过程中，我们经常会遇到反射和折射两个现象。
本文将对电磁波的反射和折射进行详细的总结和解析。
一、电磁波的反射反射是指电磁波遇到介质表面时，部分能量被介质吸收而另一部分能量被反射回原来的介质中。
反射现象主要是由于介质的界面具有较高的反射率所致。
1. 角度关系根据光的反射定律，入射角、反射角和介质界面的法线三者在同一平面内，且入射角等于反射角。
这一定律同样适用于电磁波的反射现象。
2. 反射系数反射系数是用来衡量反射现象的大小的指标，它定义为入射波和反射波强度之比。
反射系数在0到1之间变化，当反射系数为0时，表示没有发生反射，当反射系数为1时，表示所有入射波被完全反射。
3. 波的相位变化在电磁波的反射过程中，反射波的相位相对于入射波会发生变化。
当反射介质的折射率高于入射介质时，反射波的相位发生180°的变化；当反射介质的折射率低于入射介质时，反射波的相位不发生变化。
二、电磁波的折射折射是指电磁波在不同介质中传播时，由于介质光密度的不同而改变方向的现象。
折射现象是由于电磁波在不同介质中传播速度的差异引起的。
1. 折射定律根据折射定律，入射波、折射波和法线在同一平面内，而入射角和折射角之间满足折射定律（也称为斯涅尔定律）。
折射定律的数学表达式为n₁sinθ₁=n₂sinθ₂，其中n₁和n₂分别为入射介质和折射介质的折射率，θ₁和θ₂分别为入射角和折射角。
2. 折射率折射率是介质对光的折射能力的衡量。
折射率越高，则光在该介质中传播时速度越慢。
不同介质的折射率不同，因此光在不同介质中传播时发生折射现象。
3. 全反射当光从光密度较大的介质射向光密度较小的介质时，入射角大于临界角时，光将发生全反射现象。
全反射是指光完全被反射回入射介质，不再传播到折射介质中。
总结：电磁波的反射和折射是电磁波传播过程中常见的现象，它们遵循一定的定律和规律。
电磁波的反射折射和透射
电磁波的反射折射和透射电磁波的反射、折射和透射电磁波是一种能量传播的方式，它由电场和磁场相互作用而产生，并在真空或介质中传播。
在其传播过程中，电磁波会遇到不同介质的边界，从而引发反射、折射和透射的现象。
本文将探讨电磁波反射、折射和透射的原理以及相关应用。
一、反射反射是电磁波碰到介质边界时发生的现象。
当电磁波遇到一个界面，它的一部分会从该介质中传输到另一个介质，同时还有一部分会反射回原来的介质中。
反射的主要特点是入射角等于反射角，符合反射定律。
反射现象在日常生活中广泛存在。
例如，我们在镜子前看到的自己的倒影就是由于光的反射；也正是由于电磁波的反射，我们才能看到物体周围的景色。
此外，反射还被广泛应用于光学系统、雷达技术等领域。
二、折射折射是电磁波由一种介质传播到另一种介质时发生的现象。
当电磁波由一种介质进入另一种介质时，由于介质的光密度不同，电磁波的速度发生变化，从而引起其传播方向的改变。
折射的主要特点是入射角、折射角和两种介质的光密度之比构成了折射定律。
折射现象在我们日常生活中也非常常见。
举一个例子，当我们看到一支悬浮在水中的杆子，实际上是由于光的折射造成的，当光由空气进入水中时，由于两种介质的光密度不同，光线会发生折射。
此外，眼镜、相机、望远镜等光学设备都依靠折射原理工作。
三、透射透射是指电磁波穿过介质边界继续传播的现象。
当电磁波遇到介质边界时，一部分电磁波会经过折射进入下一个介质，而另一部分则会被反射回去。
透射过程中，电磁波的传播方向发生了改变，但其频率和波长保持不变。
透射现象在光学中非常重要。
例如，当我们透过窗户看外面的景色时，光线就是经过玻璃的透射。
此外，光纤通讯技术中也广泛应用了透射现象，利用光线在光纤中的透射实现信息传输。
综上所述，电磁波的反射、折射和透射是电磁波传播过程中常见的现象。
通过对这些现象的研究和应用，我们能更深入地了解电磁波的传播规律，并将其运用于光学、通信等领域的技术中。
电磁波在不同分界面的反射与透射的简单分析
目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)K e y words (1)引言（或绪论） (1)1 理论基础 (2)1.1 均匀平面波……………………………………………………………………21.2 对导电媒质分界面的垂直入射 (2)1.3全反射与全透射………………………………………………………………32均匀平面波对理想介质分界面的斜入射 (4)2.1垂直极化波……………………………………………………………………42.2平行极化波……………………………………………………………………63均匀平面波对理想导体分界面的斜入射 (4)3.1垂直极化波……………………………………………………………………93.2平行极化波……………………………………………………………………9参考文献 (10)电磁波在不同分界面的反射与透射的简单分析摘要：由于不同媒质其媒质参数不同, 电磁波入射到媒质分界面时会产生反射和透射现象。
通过对电磁波在分界面上反射和透射的理论分析, 讨论反射波、透射波振幅、方向随入射角的变化。
关键词：边界条件; 反射系数; 平行极化;全反射Reflection and transmission characteristics of electromagnetic waves on interface of different mediums Student majoring in elecnomic information engineering Jing XinpingTutor Jinhua OuyangAbstract：Due to the different parameters with different mediums, electromagnetic waves incidencing on the interface between mediums will produce the phenomenon of reflection and transmission. This paper discusses amplitude, direction character istics of reflected wave and transmission wave versus the angle of incidence through analyzing the formula.Key words: boundary condition; reflection coefficient;parallel polarization; all reflection引言随着电磁波技术在通讯、勘探等诸多领域的不断发展, 电磁波在介质中的传播问题也越来越重要[ 1] 。
电磁波的反射率与透射率研究
电磁波的反射率与透射率研究电磁波是一种广泛存在于自然界中的波动现象，涵盖了微波、射频、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等各个波段。
在我们的日常生活中，电磁波与我们息息相关，从手机通讯到电视信号传输，从无线网络到医学成像，电磁波的应用无处不在。
而电磁波在传播过程中，会遭遇到各种物体，其反射率与透射率的研究成为了科学家们广泛关注的话题。
反射率是指电磁波遇到物体时，一部分波能被物体反射回来的比例。
这个比例取决于物体本身的特性，比如光学材料的折射率、表面光洁度和纹理等。
以可见光为例，不同的物体对于不同波长的光有不同的反射率。
对于镜面来说，其表面光洁度非常高，几乎可以做到光平行入射光平行出射，反射率非常接近于1；而对于粗糙的物体，由于存在表面纹理和散射现象，反射率则会更低。
透射率是指电磁波遭遇到物体时，一部分波能通过物体继续传播的比例。
这个比例同样取决于物体的特性，包括物体的透明度、折射率、厚度等。
透射率的研究不仅可以帮助我们理解物体的光学性质，还有助于优化光学设备的设计。
以眼镜为例，我们通过调整材料的透射率，可以实现近视或远视的矫正。
透射率的高低也与材料的能量吸收能力有关，一些特定材料如荧光体，能够吸收一部分光能并以发光的形式释放出来，这种现象也被广泛应用在照明和显示技术中。
在实际应用中，我们经常需要知道电磁波在介质之间的反射率和透射率。
光学技术中，折射定律可以帮助我们计算电磁波从一种介质进入另一种介质时的折射角度，从而间接得到反射率和透射率。
这个定律表明，入射角度、入射介质和出射介质的折射率之间存在一定的关系。
通过测量入射角和折射角的大小，我们可以推导出不同介质的折射率，从而计算出反射率和透射率。
除了光学设备的设计和材料研究外，反射率和透射率的研究还被应用于无线通信领域。
无线信号在传输过程中，会遭遇到各种建筑物、地形、植被等障碍物，这些障碍物对信号的反射和衰减会产生一定影响。
研究反射率和透射率可以帮助我们了解信号在不同环境中的传输性能，优化信号的传播路径和接收质量，提高无线通信的稳定性和覆盖范围。
物理实验技术中的电磁波反射与透射特性测量与控制方法
物理实验技术中的电磁波反射与透射特性测量与控制方法电磁波反射与透射特性是物理实验技术中的一个重要领域，它在许多应用中起着关键的作用，如电磁波传播、电磁屏蔽和光电器件等。
本文将介绍一些电磁波反射与透射特性的测量与控制方法。
一、电磁波反射特性的测量与控制方法在电磁波反射特性的测量与控制方法中，最常用的是反射系数和相位的测量。
通过测量反射系数和相位，可以了解电磁波在某个材料界面上的反射程度及其相位差，进而设计相应的控制策略。
1. 简单的反射系数测量方法简单的反射系数测量方法可以使用反射功率计和功率源。
将功率源与被测材料之间建立良好的电磁波传播路径，并通过反射功率计测量反射功率。
然后通过计算反射功率与输入功率的比值，即可得到反射系数。
这种方法简单易行，适用于一些常见的材料。
2. 相位的测量方法相位的测量方法主要有两种：一种是基于干涉原理的相位测量方法，另一种是基于散射原理的相位测量方法。
基于干涉原理的相位测量方法一般使用干涉仪进行。
将被测材料置于干涉仪的一条光路上，测量干涉图样的变化，从而得到相位信息。
这种方法准确性高，适用于精密测量。
基于散射原理的相位测量方法则是利用散射场的相位信息。
通过在一个特定位置上放置接收器，测量散射波的相位，从而得到反射相位。
这种方法相对简单，适用于一些光学材料的测量。
二、电磁波透射特性的测量与控制方法电磁波透射特性的测量方法通常涉及透过率和透射功率的测量。
这些参数可以用来评估材料的透明度和透射效率，进而设计相应的控制策略。
1. 透过率的测量方法透过率的测量方法通常使用透射功率计。
将被测材料放置在透射功率计前方，测量透射功率。
然后通过计算透射功率与输入功率的比值，即可得到透过率。
这种方法简单易行，适用于一些常见的材料。
2. 透射功率的测量方法透射功率的测量方法可以采用光功率计。
将光功率计放置在透射方向上，测量透射功率。
这种方法适用于光学材料的测量，可以提供更准确的透射功率信息。
电磁波的透射与反射现象
电磁波的透射与反射现象电磁波是一种由电场与磁场相互耦合而成的波动现象。
在日常生活中，我们常常遇到电磁波的透射与反射现象，无论是通过玻璃的阳光、手机信号的传输，还是光线在镜子上的反射等，都是电磁波的表现。
本文将从光的透射、电磁波的反射等方面来探讨电磁波的透射与反射现象。
光的透射是一种常见的电磁波现象。
当光线传播到介质边界时，会发生折射现象。
折射是光线从一种介质传播到另一种介质时改变速度和传播方向的现象。
这是因为不同介质中的光速不同，当光线从一种介质进入另一种介质时，其传播速度发生改变，导致光线传播方向发生偏折。
根据斯涅尔定律的描述，入射角和折射角之间的关系可以通过折射率来表示。
折射率越大，表示光在该介质中的传播速度越慢，所以折射率越大，光线偏折的角度就会越大。
电磁波的反射现象也是我们生活中常见的现象。
当电磁波从一种介质传播到另一种介质时，如果遇到垂直或倾斜的界面，会发生反射现象。
在反射现象中，入射角和反射角是相等的。
这是因为入射光线与界面发生反射时，会保持原有的角度不变，因此光线的入射角和反射角相等。
这种现象在镜子、水面、金属表面等场景中十分常见。
透射与反射现象在日常生活中有着广泛的应用。
其中一个重要的应用领域是光学。
在光学领域中，人们利用透射与反射现象来研究光线的传播和变化规律。
例如，我们通过显微镜来观察微小物体时，利用了光的透射原理。
显微镜通过物镜与目镜的组合，将光线从物体上反射出来的信息放大，使我们能够更加清晰地观察到微小的细节。
另一个应用领域是通信技术。
在无线通信中，电磁波的透射与反射现象是信号传输的基础。
通过设置天线，并利用电磁波的透射和反射原理，我们可以实现电话、无线网络以及卫星通信等各种通信方式。
这些技术的本质就是利用电磁波在空间中的传播和反射来进行信号的传输。
除了在光学和通信领域的应用之外，透射与反射现象还在其他领域中发挥着重要作用。
在建筑设计中，设计师常常利用电磁波的透射与反射原理，来控制建筑物内的光线照射和温度分布，以提供更好的室内舒适度。
电磁波的透射与反射特性分析
电磁波的透射与反射特性分析电磁波是一种由电场和磁场相互作用而产生的波动现象。
在我们日常生活中，电磁波无处不在，如无线电、电视、手机信号等都是通过电磁波进行传输的。
了解电磁波的透射与反射特性对于我们理解和应用电磁波具有重要意义。
首先，我们来探讨电磁波的透射特性。
当电磁波遇到介质界面时，一部分电磁波会穿过介质，这种现象称为透射。
透射的程度取决于电磁波的频率和介质的性质。
根据电磁波的频率不同，可以将其分为射频波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同频段。
不同频段的电磁波在介质中的透射特性也有所不同。
以可见光为例，当可见光遇到透明介质时，一部分光线会穿透介质，而另一部分光线则被介质吸收或发生折射。
这就是我们所熟知的折射现象。
根据斯涅尔定律，折射光线的入射角和折射角之间存在一个固定的关系。
这个关系可以用折射率来表示，折射率是介质中光的传播速度与真空中光的传播速度之比。
不同介质的折射率不同，因此光线在不同介质中的传播速度也不同。
除了透射，电磁波还会发生反射。
当电磁波遇到介质边界时，一部分电磁波会被反射回来，这种现象称为反射。
反射的程度取决于电磁波的入射角度和介质的性质。
根据反射定律，入射角和反射角之间存在一个相等的关系。
这意味着入射角越大，反射角也越大。
反射还可以分为漫反射和镜面反射。
漫反射是指光线在遇到粗糙表面时，以多个不同的角度反射出去。
这种反射使得光线在空间中扩散，形成了我们所见到的物体表面的亮度。
而镜面反射是指光线在遇到光滑表面时，以相同的角度反射出去。
这种反射使得我们能够看到物体的镜像。
透射和反射是电磁波在介质中传播的基本特性。
通过对电磁波的透射和反射特性的研究，我们可以更好地理解电磁波的行为，并应用于各个领域。
例如，在光学领域，我们可以利用电磁波的透射和反射特性制造透镜、反射镜等光学元件；在通信领域，我们可以利用电磁波的透射特性传输信息；在医学领域，我们可以利用电磁波的透射特性进行医学影像诊断等。
平面电磁波在弱导电介质表面上的反射和透射
平面电磁波在弱导电介质表面上的反射和透射况庆强;饶志明;桑明煌;罗开基【摘要】Reflection and transmission of a plane electromagnetic wave with an arbitrary incident angle on surface of poor dielectric are analyzed in detail. The relations of amplitude and phase-shifts between the reflected wave and the incident wave, as well as the transmitted waves, the expression of the reflective factors, are given respectively. Then the polarized properties of the reflected waves and the transmitted waves, the changing laws of the reflective factor and the phase-shifts are discussed.%研究了平面电磁波以任意入射角入射到弱电介质界面上发生的反射和透射现象,得到了产生反射和透射现象情况下的相移和光波振幅强度以及反射系数的关系,并进一步研究了反射波、透射波的极化特性和反射系数、相移的变化规律.【期刊名称】《江西师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(035)005【总页数】6页(P482-487)【关键词】电磁波;反射;透射;振幅;相移【作者】况庆强;饶志明;桑明煌;罗开基【作者单位】江西师范大学物理与通信电子学院,江西南昌330022;江西中医学院计算机学院,江西南昌330004;江西师范大学物理与通信电子学院,江西南昌330022;江西师范大学物理与通信电子学院,江西南昌330022【正文语种】中文【中图分类】O626.40 引言平面电磁波在实际光学工程应用等方面有着极为重要的应用, 一直为科研工作者所重视[1-2], 而它在弱导电介质表面上的反射现象和透射现象问题,始终是研究的关键问题之一, 但在大多数情况下,讨论的仅仅是某些特定条件如正入射的情况[3-7]. 本文将更具代表性地讨论平面电磁波以任意入射角θ入射到弱导电介质界面上发生光波的传输现象, 研究光波的反射现象、透射现象及其传输光波的振幅强度、相移关系以及反射率等, 并在此研究基础上进行更详细的研究和探讨.1 弱导电介质内部的电磁波弱导电介质内部ρ=0,J=σE′′, Maxwell方程组为其中ρ、J、σ分别为弱导电介质中的自由电荷体密度、传导电流密度、电导率, E″、H″、D″、B″分别为弱导电介质内的电场强度、磁场强度、电位移矢量和磁感应强度. 对频率为ω的单色电磁波, (1)式可化为其中μ、ε分别为弱导电介质的磁导率和电容率. 引入复电容率ε′=ε+iσ/ ω, 进而引入复波数κ′=′及复波矢κ′=β+iα. 其中α、β由波矢量的边值关系确定, 对于若导电介质, 规定其方向为沿分界面的内法线方向, 则(2)式中的第二式可化为从(2)、(3)式可得弱导电介质内的电场满足波动方程引入复波矢k′′=β+iα, 则从(4)式可得弱电介质内传播的电磁波形式上有非均匀平面波解α、β由波矢量的边值关系确定[6]. 从(6)式可见, 弱导电介质内的电磁波是衰减的. 将(6)式代入(2)中的第一式, 可得可见, 如求得E0′′, 则可由(6)、(7)式进一步求出电场和磁场.2 振幅关系研究从真空中入射的平面电磁波到弱导电介质分界面的情况, 入射角为θ, 折射角为θ″, 入射波、反射波、透射波电场矢量的振幅强度分别记作这些电场矢量振幅间的关系由边界表面处电磁场的边界条件来决定. 如图1所示.图1 电磁波的反射和透射入射波电场E⊥入射面时, 分界面处电磁场的边值关系为入射波电场E//入射面时, 分界面处电磁场的边值关系为脚标“⊥”、“//”分别表示场强垂直及平行入射面的分量, 其中′及μ≈μ0(ε0、μ0分别为真空的介电常数和磁导率), 由(8)～(11)式可得此即为真空与弱导电介质边界的分界面处电场强度所满足的Fresnel公式, 表达关系式同2种无损耗介质边界分界面处的菲涅尔公式相同, 仅相当于作了数学代换2ε ε′→ 而已.对于弱导电介质情况, 因为σ/(ωε)≪1, 所以ε′=ε+iσ/ ω, 则由折射定律可见, 弱导电介质中的Fresnel公式[即(12)～(15)式]中的折射角θ′是一复数, 它并不代表透射波等相面法线的实际方向(此法线由β的取向来描述), 为了方便数学上的计算引入θ′. 将(16)、(17)代入(12)～(15)式, 推导出平面电磁波在弱导电介质边界分界面表面处的不同介质中光波电场振幅强度所满足关系表达式为计算过程中略去了分子、分母中σ/(ω)ε的一次以上(不含一次)的项.3 反射系数根据(18)式, 可以推导出在垂直分量方向反射波相对于入射波的反射系数表达式为再根据(20)式, 可以推导出在平行分量方向反射波相对于入射波的反射系数表达式为假定入射的平面电磁波为线极化波, 并且电场矢量的极化方向与入射面的夹角为α, 可以得到总反射系数表达式为将(22)、(23)式代入(24)式即可求出R.4 反射、透射现象中光的相位变化根据(18)～(21)式可推导出反射、透射现象中平面电磁波相对于入射情况下的各分量的相位变化为其中ψ⊥′、ψ//′分别表示在垂直分量方向和平行分量方向反射波相对于入射波的相位变化,′分别表示在垂直分量方向和平行分量方向透射波相对于入射波的相位变化. 从(25)～(28)式可以看出反射波和透射波的平行分量和垂直分量的相位变化都是不相同的. 因此, 以任意角度入射到弱导电介质表面时的线极化波, 反射现象和透射现象中的反射波和透射波一般都是椭圆极化波.5 讨论(1)当正入射时(即θ=0), 菲涅耳公式(18)～(21)化为反射系数关系式(22)、(23)可化为同一形式为各垂直和平行方向分量的相移变化关系式(25)～(28)可化为因此, 正入射到弱导电介质分界面表面时的线极化波, 在经过界面反射和透射后依然是线极化波.该结论与文献[4-6]是相吻合的.(2)当掠射时(即θ→π/2), 即, 菲涅耳公式(18)～ (2 1)化为−1,E0′′///E0//→0. 这意味着当平面电磁波掠过弱电介质的界面时, 在界面位置上反射波的电场与入射波相比是等值反向的, 而透射波的电场与入射波相比却趋近于零. 由此可知, 在掠射时反射波总是线极化波, 并且极化方向与入射面的夹角α保持不变. 由关系式(22)、(23)可推得反射系数R⊥→1,R//→1. 根据关系式(25)～(28)可推导得到各个方向分量的相位变化分别为ψ⊥′→0, ψ/′/→0,(3) 假定以任意角度θ入射, 反射系数与入射角度θ的关系和相移与入射角度θ 的关系如图2～图7所示. 图中横坐标表示入射角θ, 单位为国际单位rad, 纵坐标分别为R⊥、R//、ψ⊥′、ψ//′、ψ⊥′、ψ//′,相移的单位也为rad. 图2与图3中4条曲线从下到上分别对应于ε0/ε=0.500、0.250、0.200、0.125的情况. 图4与图5中4条曲线分别是从下到上(相移大于零时)分别对应于当ε0/ε=0.500时取σ/ ωε= 0.001、0.005、0.01、0.05的情况. 图6与图7中4条曲线分别是从上到下分别对应于当ε0/ε=0.500时取σ/(ω)ε=0.001, 0.005、0.01、0.05的情况.图2 R⊥—θ曲线图3 R//—θ曲线图4 ⊥′ψ —θ曲线图5 ψ/′/—θ曲线图6 —θ曲线图7 —θ曲线从图2可以看出, ε0/ε的值越大, 反射波垂直分量相对于入射波垂直分量的反射系数越小. 当ε0/ε→ε0(此时ε0/ε趋近于最大值1)时, R⊥→0. R⊥随入射角的增大而增大. 当θ→π 2时, R⊥→1.从图3可以看出, R//随入射角的增大先减小.当θ增至临界值时, R//减小到0.随θ的继续增大, R//又从0逐渐增大. 当θ→π 2时, R//→1.从图4～图7容易看出ψ⊥′＞0, ψ⊥′、ψ/′′/＜0,ψ/′/则可正可负. 弱导电介质的绝缘性能越好, 即σ/(ωε)的值越小, ψ⊥′、ψ/′/、ψ⊥′、ψ/′/的绝对值越小. 当σ/(ωε)→0时, ψ⊥′、ψ/′/、ψ⊥′、ψ/′′/→0. ψ⊥′、ψ/′′/的绝对值随入射角的增大而减小, ψ⊥′的绝对值随入射角的增大而增大. ψ/′/的变化相对复杂一些; 当入射角较小时, ψ/′/的绝对值随入射角的增大而增大; 随着入射角θ从0逐渐增大, ψ/′/为正且逐渐增大, 当θ增至临界角时, ψ/′/由π 2突变到−π 2, 当θ→π 2时, ψ⊥′、ψ/′/、ψ/′′/→0.6 结束语本文从弱导电介质表面电磁场的边界条件出发, 推导并得出了以任意角度入射到弱导电介质表面上时的平面电磁波在发生反射、透射透射现象情况下的电场振幅强度和相位变化关系的表达式以及反射系数的表达式,且绘出了反射系数和相移随ε0/ε及平面电磁波的入射角θ变化的关系曲线, 由此进一步研究探讨了发生反射现象和透射现象时的极化特性和反射系数、相移的变化规律. 讨论结果表明, 当入射的平面电磁波为线极化波时, 在一般情况下的反射波和透射波成为椭圆极化波, 在正入射和掠射时却退化为线极化波. 反射系数的大小随ε0/ε值的增大而减少; 垂直方面分量R⊥随入射角的增大而增大, 平行方向分量R//则随入射角的增大先是减少, 到临界值θc减小到0, 然后随着入射角的继续增大又从0逐渐增大. σ/(ωε)的值越小, ψ⊥′、ψ/′/、ψ⊥′、ψ/′/的绝对值大小就因而越小.ψ⊥′、的绝对值大小随入射角的增大而减小,ψ⊥′的绝对值大小随入射角的增大而增大, 而ψ/′/随入射角的变化比其它情况相对要更加复杂一点.7 参考文献【相关文献】[1] van Bladel J. Relativity and engineering [M]. Berlin: Spring Publishing Company, 1984.[2] Yeh C. Reflection and transmission of electromagnetic waves by a moving dielectric medium [J]. Journal of Applied Physics, 1965, 36(11): 3513-3517.[3] 刘志刚. 平面电磁波在两种介质表面上的反射和折射 [J]. 北京联合大学学报: 自然科学版, 2004, 18(1): 32-35.[4] 王小云, 邓科, 彦琳, 等. 均匀平面电磁波在良导体分界面的斜入射研究 [J]. 2006, 34(1): 23-26.[5] 刘军民, 林相波.平面电磁波极化方式的分析与判断 [J]. 电气电子教学学报, 2011, 33(1): 95-110.[6] 王明军, 李应乐, 许家栋, 等. 任意方向运动多层介质中电磁波的传播特征 [J]. 安徽师范大学学报: 自然科学版, 2011, 34(2): 137-141.[7] 雷前召. 不同媒质界面平面电磁波的反射与透射 [J]. 信阳师范学院学报: 自然科学版, 2010,23(4): 524-526.[8] 玻恩 M, 沃耳夫 E. 光学原理 [M]. 北京: 科学出版社, 1978: 58-76.[9] 杰克逊 J D. 经典电动力学 [M]. 北京: 人民教育出版社, 1978: 306-310.[10] 曹昌祺. 电动力学 [M]. 北京: 人民教育出版社, 1961: 149-161.[11] 郭硕鸿. 电动力学 [M]. 北京: 高等教育出版社, 1997: 143-157.。
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8
合成波的特点
媒质1中的合成波是驻波。 电场振幅的最大值为2Eim， 最小值为0 ；磁场振幅的最 大值为2Eim /η1，最小值也 为0。
电场波节点（ E1(z) 的最小值的位置）：
1zmin n
zmin
n1
2
(n = 0 ,1,2,3,…)
电场波腹点（E1(z) 的最大值的位置）
1zmin (2n 1) / 2
第4页/共63页
4
媒质2中的透射波：
Et
(
z)
ex
E e2z tm
,
Ht (z)
ey
Etm
2
e2z
2 jk2 j
22 j
22 (1
j 2 )1 2 2
~2
2 ~2
2 2
(1
j 2 )1 2 2
2 (1
j 2 )1 2 2
在分界面z = 0 上，电场强度和磁场强度切向分量连续，即
1 jk1 j 11
j
11 (1
j
1 )1 2 1
~1
1 ~1
1 (1 j 1 )1 2
1
1
1(1
j 1 )1 2 1
E1 ( z )
Ei (z)
Er (z)
e E e1z x im
ex Erme1z
H1 ( z )
Hi (z) Hr (z)
ey
Eim
1
e 1z
ey
Erm
1
e1z
（3）求理想导体板表面的电流密度。
解：(1) 电场强度的复数表示
Ei
ex100e
jz
e
j
2
ey
200e
jz
则
Hi (z)
1
0
ez
Ei
1
0
(ex
200e
jz
e y 100e
jz e
j
2
)
第11页/共63页
11
写成瞬时表达式
Hi (z, t) Re[ Hi (z)e jt ]
1
x
媒质1：
1, 1,1
媒质2： 2, 2, 2
Ei
Et
ki
Hi
Ht
Er y
kt
z
Hr kr
第3页/共63页
3
媒质1中的入射波：
Ei ( z) ex Eime1z
Hi (z)
ey
Eim
1
e 1 z
媒质1中的反射波：
Er ( z) ex Erme1z
Hr (z) ey
Erm
1
e1z
媒质1中的合成波：
zmax
(2n 1)1
4
(n = 0,1,2,3,…)
第9页/共63页
9
两相邻波节点之间任意两点 的电场同相。同一波节点两 侧的电场反相
E1、H1在时间上有π/ 2 的相移
E1、H1在空间上错开λ/ 4，电 场的波腹（节）点正好是磁场 的波节腹）点； 坡印廷矢量的平均值为零，不 发生能量传输过程，仅在两个 波节间进行电场能量和磁场能 的交换。
边界条件
入射波（已知）＋反射波（未知）
透射波（未知）
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2
9.1 均匀平面波对分界平面的垂直入射
9.1.1 对导电媒质分界面的垂直入射
z < 0中，导电媒质1 的参数为
1、1、1
z > 0中，导电媒质 2 的参数为
2、2、 2
沿x方向极化的均匀平面波从 媒质1 垂直入射到与导电媒质 2 的分界平面上。
1
现象：电磁波入射到不同媒质 分界面上时，一部分波 被分界面反射，一部分 波透过分界 面。
入射方式：垂直入射、斜入射；
媒质类型：
介质分界面
x
Ei
入射波
o ki
Hi Hr
Er
反射波
kr
媒质 1
Et 透射波 kt
Ht z
y
媒质 2
理想导体、理想介质、导电媒质 均匀平面波垂直入射到两种不同媒
质的分界平面
分析方法：
kr
x
媒质2：
2
y
z
z=0
媒质1中的入射波： Ei (z) ex Eime j1z , 媒质1中的反射波： Er (z) ex Eime j1z ,
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Hi (z) ey
Eim
1
e j1z
Hr (z)
ey
Eim
1
e j1z
7
媒质1中E1合(z成) 波e的x E电im磁(e场 j为1z
2 1
2 1
第6页/共63页
6
9.1.2 对理想导体表面的垂直入射
媒质1为理想介质， 1＝0 媒质2为理想导体， 2＝∞
则
1 11 , 1
1 , 1
2 0
故 R 1、T 0
在分界面上，反射
Erm Eim
波电场与入射波电 场的相位差为π
媒质1：
1 , 1 , 1
Ei
ki
Hi
Er
Hr
e
j1z
)
ex
j 2 Eim
sin
1z
H1(z)
瞬时值形式
ey
E1 (
Eim
1
z,t)
(e j1z Re[
e
j1z
)
ey
E1(z)e jt ]
2Eim cos 1z 1 ex 2Eim sin 1z
sin
t
H1(z, t) Re[ H1(z)e jt ]
合成波的平均能流密度矢量
( Eim
Erm )
1
2
Etm
R Erm 2 1 Eim 2 1
T Etm 22
Eim 2 1
1 R T
R 和T是复数，表明反射波和透射波的振幅和相位与入射波
都不同。
若媒质2理想导体，即 2= ，则η2c= 0，故有 R 1、T 0
若两种媒质均为理想介质，即1= 2= 0，则得到
R 2 1 , T 22
ey
2Eim
1
cos
1z cost
Sav
1 2
Re[ E1
H1* ]
1 2
Re
ex
j2Eim
sin
1z
ey
(
2Eim cos
1
1z
)*
0
理想导体表面上的感应电流
JS
en
H1(z) |z0
(ez ) ey
2Eim cos 1z 1
|z0
ex
2Eim
1
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0
[ex
200
cos(t
z)
ey100
cos(t
z
1 2
)]
(2) 反射波的电场为
Er (z)
ex100e
j
z
e
j
1 2
ey 200e j z
反射波的磁场为
Hr (z)
1
0
(ez
Er )
1
0
(ex
200e
jz
ey100e
jz
e
j
2)第ຫໍສະໝຸດ 2页/共63页12在区域 z < 0 的合成波电场和磁场分别为
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10
例9.1.1 一均匀平面波沿+z方向传播，其电场强度矢量为
Ei ex100sin(t z) ey 200cos(t z) V/m
（1）求相伴的磁场强度 ；
（2）若在传播方向上z = 0处，放置一无限大的理想导体平板，
求区域 z < 0 中的电场强度 和磁场强度 ；
E1 (0) H1 (0)
E2 H
(0) 2 (0)
Eim Erm Etm
1
~1
(Eim
Erm)
1
~2
Etm
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5
定义分界面上的反射系数R为反射波电场的振幅与入射波电场
振幅之比、透射系数T为透射波电场的振幅与入射波电场振幅之比，
则
Eim Erm Etm
讨论：
1
1
j1
E1 Ei Er ex j200e 2 sin z ey j400sin z