实验二电磁波在介质中的传播规律
电磁波的传播实验
电磁波的传播实验电磁波是指电场和磁场相互作用并传播的一种波动形式。
在现代通信技术中，电磁波的传播是至关重要的。
为了研究电磁波的传播特性以及其在通信领域的应用，科学家们进行了许多实验。
一、光的干涉实验光的干涉实验是研究电磁波传播的经典实验之一。
利用干涉现象可以观测到电磁波的波动性。
实验中，将一束光通过一个狭缝射入光栅中，光栅会形成一系列频率相同的干涉条纹。
这些干涉条纹显示了光波的波动性以及波长的特性。
二、电磁波的传播速度测量实验为了确定电磁波在真空中的传播速度，科学家进行了电磁波的传播速度测量实验。
根据麦克斯韦方程组的理论推导，电磁波在真空中的传播速度等于光速。
为了验证这一理论，科学家们设计了一系列实验。
其中最具代表性的是迈克尔逊-莫雷实验。
该实验利用了干涉仪的原理，通过观察干涉条纹的移动来测量电磁波的传播速度。
实验结果验证了电磁波在真空中传播速度等于光速的理论。
三、电磁波的折射实验电磁波在介质中传播时，会发生折射现象。
为了研究电磁波的折射规律，科学家们进行了一系列的实验。
其中最经典的是斯奈尔实验。
实验中，将一束光射入不同折射率的介质中，观察光线发生折射的现象。
实验结果表明，电磁波的折射规律符合斯奈尔定律，即折射角与入射角之比等于折射介质的折射率。
四、电磁波的衍射实验电磁波在通过孔洞或障碍物时会产生衍射现象。
为了研究电磁波的衍射特性，科学家们进行了一系列的实验。
其中最著名的是杨氏实验。
实验中，将一束光通过一道狭缝，观察到一系列明暗交替的衍射条纹。
这些衍射条纹显示了电磁波在衍射过程中的波动性质。
五、电磁波的极化实验电磁波具有极化的特性，为了研究电磁波的极化现象，科学家们进行了一系列的实验。
最常见的是偏振片实验。
通过利用偏振片的特性，可以使只有振动方向平行于偏振片的电磁波通过，而使振动方向垂直于偏振片的电磁波被屏蔽。
这个实验可以很直观地展示电磁波的极化性质。
总结：通过以上实验，我们可以更加深入地了解电磁波的传播特性。
电磁波在不同介质中传播的速度变化规律分析
电磁波在不同介质中传播的速度变化规律分析电磁波是一种波动现象，它在不同介质中传播时会遇到不同的阻碍和影响，导致传播速度变化。
本文将分析电磁波在不同介质中传播的速度变化规律，并探讨其相关的原理和应用。
首先，我们来看电磁波在真空中的传播速度。
根据物理学原理，真空中光速是一个常量，约为每秒299792458米。
当电磁波在真空中传播时，其速度达到了极限，不会受到其他因素的影响。
然而，一旦电磁波进入其他介质，情况就会发生变化。
对于电磁波在介质中的传播速度，我们可以运用折射定律来进行分析。
折射定律告诉我们，当电磁波从一个介质传播到另一个介质时，其传播速度会发生变化，同时也会发生折射现象。
这是由于不同介质对电磁波的阻碍程度不同所导致的。
电磁波在不同介质中的传播速度变化有着明确的规律。
根据介质的光密度（光速和介质中的光速之比），我们可以得到电磁波在介质中传播的速度。
根据光密度的不同，电磁波在不同介质中的传播速度也会不同。
对于光密度较小的介质，如气体，其光速较大。
相对于真空中的传播速度，电磁波在气体中的传播速度较慢。
这是因为气体中存在着大量分子，电磁波在传播过程中会与分子相互作用，导致传播速度减慢。
对于光密度较大的介质，如液体和固体，其光速较小。
相对于真空中的传播速度，电磁波在液体和固体中的传播速度较快。
这是因为液体和固体中分子的密度更高，相互作用更加频繁，导致电磁波的传播速度增加。
值得注意的是，不同频率的电磁波在介质中的传播速度变化规律也不相同。
根据电磁波的频率和介质的性质，电磁波在介质中的传播速度会有所差异。
一般而言，低频电磁波在介质中的传播速度会较高，而高频电磁波的传播速度则相对较低。
了解电磁波在不同介质中传播速度变化的规律对于实际应用具有重要意义。
例如，根据电磁波的传播速度变化规律，我们可以利用超声波在医学领域进行体内显影。
超声波的频率较低，传播速度较高，可以通过皮肤和其他组织层进行传播，提供有关人体内部器官的重要信息。
电磁波在介质中的传播
电磁波在介质中的传播电磁波是由电场和磁场交替变化所组成的波动现象。
它在真空中的传播速度是光速，但一旦进入介质，其传播速度就会发生改变，同时也会发生折射、反射、吸收等现象。
本文将探讨电磁波在介质中的传播特性以及相关的现象和原理。
首先，介质对电磁波的传播速度产生影响。
在真空中，光速为一个常数，大约是每秒300000公里。
然而，当电磁波进入介质中时，由于介质的特性，电磁场与介质分子之间的相互作用导致了传播速度的减小。
这种减速现象称为光速的减速，或者是介质中的相对折射率。
其次，介质对电磁波的折射产生影响。
折射是电磁波从一种介质传播到另一种介质时发生的弯曲现象。
当电磁波进入介质后，由于介质的折射率不同于真空的折射率，光线会改变传播方向。
这是因为光在传播过程中会与介质中的电子发生相互作用，导致光的速度和方向发生改变。
我们常常会观察到，当光从空气射入水中时，光线会向法线偏离，这种现象就是电磁波在介质中的折射现象。
接下来，介质对电磁波的反射产生影响。
反射是电磁波遇到介质界面时所发生的现象，其基本规律由斯涅耳定律描述。
当电磁波从一种介质射入另一种介质时，一部分电磁波会被界面处的介质反射回来，形成反射光，而另一部分则会继续传播到第二种介质中。
反射现象的发生是因为介质的折射率不同，使得电磁波在界面处发生了反射。
我们常常能够看到，当光从水射入玻璃时，光线会发生反射，并形成明显的倒影现象。
此外，介质对电磁波的吸收也是十分重要的。
吸收是指介质对电磁波能量的吞噬和损耗。
当电磁波传播到介质中时，介质中的分子会吸收电磁波的能量，并转化为分子的内部能量。
不同的物质吸收电磁波的能力是不同的，有些物质对某一特定频率的电磁波会表现出较高的吸收率，而对其他频率的电磁波则表现出较低的吸收率。
这就是为什么不同物质有不同的颜色。
最后，我们来探讨电磁波在介质中传播的机理。
当电磁波在介质中传播时，电场和磁场会与介质中的带电粒子相互作用。
这些带电粒子会感受到电场的作用力，并按照洛伦兹力定律做出反应，从而引起介质中的电荷分布和电流。
§3 电磁波在导电介质中的传播
§3 电磁波在导电介质中的传播导电介质：在电磁场的作用下，产生极化（用常规的正的介电常数描述）；存在电导，会形成传导电流，从而产生焦耳热，使得电磁波的能量不断损耗；这样的导电介质包括土壤、海水等，电磁波经过多个周期的传播之后，其振幅最终为零。
本节所要解决的问题:从电导率的观点出发，适用于低频波段1.导电介质内电荷分布的特点；2.电磁波在（良）导电介质内的传播；3.在良导电介质表面电磁波的折射4.在良导电介质表面电磁波的反射以后补充:高频波段，则采用介质的观点来处理，用一个复介电常数来描述1、导电介质内自由电荷分布•对于电磁场随时变化的电磁波，导电的介质内一般情况下是存在电荷分布的，取决于导电程度的优良；•导电程度的不同对自由电荷分布情况如何？1）导电介质•Ohm定律给出：传导电流在导电介质中会产生Joule 热损耗。
•需要注意的是，欧姆定律的适用范围：EJ s （1）欧姆定律：()1110rad/s 300GHz f 此时，电导率为实数，导体内的位移电流可以忽略。
•当频率超过ω>1011rad/s,导体内既有传导电流，也有位移电流，电导率是一个复数J s () E s 1 ()+i s 2 () E（a）良导电介质：传导电流位移电流(2)导电介质分为良导电介质和非良导电介质：（b）非良导电介质：比如：土壤、海水。
传导电流位移电流= ≫1= ≪12、电磁波在（良）导电介质内的传播22''''k k k 良导电介质中，电磁波的波动方程为'22 + E k E 0'22 + E E 2）定义复波矢：'k3）良导电介质中，时谐平面电磁波：复波矢：()()t x k E t r E'i 0e ,i k + '式中、均为实矢量。
则()()t x x E t r Ei 0ee ,0'22 + E k E3、电磁波入射到导电介质表面的折射S 偏振1k '1k ''2k 12为简便起见，仅讨论垂直入射情况下1k'1k ''2k 121E '1E ''2E ''2B '1B 1Bk'k ''kxzz''kx例：对于干燥土壤，在兆赫兹波段相ε＝4，电导率为σ＝10磁波入射到土壤表2）电磁波入射到良导电介质表面，介质中的磁场的分布磁场的位相比电场位相滞后π/4sk'k ''k 金属xz''((z 单位面积上消耗的能量为k'k''k金属xzk'k ''k 金属xz()t z e e 4i p + (z e 2k'k ''k 金属xzz ()zz E e e 122''0 s4 导电介质表面对电磁波的反射()fDDn s1221()01221BBn)(1221´EEnfHHn´)(1221()01221DDn)(1221´HHn)(1221´EEn对于两个绝缘介质构成的分界面，由于界面上无传导电流、电荷的面分布，边界条件为；()01221BBn)(1221 ´H H n)(1221 ´E E n对于良导电的介质，在界面下一定的穿透深度内，存在传导电流的体分布；从几何上讲，在这样的情况下，分界面上的面电流密度（厚度趋于0的层内的电流）可以认为是0；)(1221 ´E E nfH H n ´)(1221f 01k '1k ''2k 12石墨烯石墨烯的厚度在0.3nm左右，它是一种没有带隙的二维材料，价带和导带在费米面附件只有这么一个点相接处，我们把这个点称为Dirac点，当费米面处在Dirac点时，石墨烯可以吸收任意波长的光6 JUNE 2008 VOL 320 SCIENCE, A. K. Geim et al.,P. A. Obraztsov et al., Nano Lett. 2011, 11, 1540–1545。
电磁波的特性和传播规律
电磁波的特性和传播规律电磁波是由振荡的电场和磁场相互作用形成的一种波动现象。
它具有多种特性和传播规律，对我们的生活和科学研究有着重要的影响。
本文将对电磁波的特性和传播规律进行详细探讨。
一、电磁波特性1. 频率和波长电磁波的特性之一是频率和波长。
频率指的是单位时间内电磁波通过某一点的次数，用赫兹（Hz）表示，波长则是指电磁波在空间中一个完整波动所占据的距离，通常以米（m）为单位。
电磁波的频率和波长是成反比的关系，即频率越高，波长越短。
2. 能量和强度电磁波具有能量，能量和频率之间存在着直接关系。
根据普朗克定律和爱因斯坦的光量子假设，电磁波的能量与其频率成正比，即能量越高的电磁波，其频率越高。
电磁波的能量强度则是指单位面积或单位体积内电磁波的能量，通常以瓦特/平方米（W/m²）或瓦特/立方米（W/m³）表示。
3. 色散和折射电磁波在介质中传播时会发生色散和折射。
色散是指电磁波在材料中传播时，频率不同的成分以不同的速度传播，导致波形发生变化。
折射则是指电磁波从一种介质传播到另一种介质时，由于介质的光密度不同而改变传播方向和速度。
4. 偏振和干涉电磁波还具有偏振和干涉的特性。
偏振是指电磁波振动方向的限定性，可以是线偏振、圆偏振或者无偏振。
干涉则是指两个或多个电磁波相互叠加形成干涉图样，干涉可以是构成增强或者消弱效果。
二、电磁波传播规律1. 直线传播在空气或真空中，电磁波具有直线传播的特性。
当电磁波传播遇到介质时，由于介质的光密度不同，将会发生折射和反射，导致电磁波传播方向改变。
然而，在均匀介质中，电磁波会继续以直线的方式传播。
2. 束缚传播束缚传播是指电磁波在导体或波导中传播的情况。
导体内的电磁波会发生多次反射和传播，形成电磁波在导体中来回传播的模式。
波导是一种特殊的导体，可以将电磁波沿特定方向进行传输，避免波形的扩散和损耗。
3. 散射和吸收电磁波传播时会遇到各种材料和物体，材料和物体对电磁波的传播会发生散射和吸收。
电磁场在介质中的传播现象
电磁场在介质中的传播现象引言：电磁场是自然界中普遍存在的一种物理现象，它在空气或真空中的传播已经得到了广泛的研究。
然而，当电磁场传播到介质中时，由于介质的物理性质和结构的复杂性，电磁场的传播现象会发生一系列的变化。
本文将探讨电磁场在介质中传播时的一些重要现象和相关研究进展。
第一部分：介质与电磁场的相互作用介质是指能够传播电磁波的物质或介介质。
与空气或真空相比，介质具有更加复杂的物理性质，如电导率、磁导率和介电常数等，这些性质决定了电磁场在介质中传播过程的特征。
当电磁波传播到介质中时，电磁场的振荡会引起介质内部电荷和磁荷的移动，从而改变了原本的电磁场分布。
这种相互作用导致了一系列有趣的现象和效应。
第二部分：折射现象折射是指电磁波在从一种介质传播到另一种介质时发生的偏折现象。
根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间存在一个固定的比值，称为折射率，它反映了介质对电磁波传播的阻力程度。
折射现象在光学领域得到了广泛的研究和应用，如棱镜的原理、眼镜的工作原理等。
第三部分：色散现象色散是指介质对波长不同的电磁波的折射率不同，进而导致不同波长的光在介质中传播速度的差异。
这种现象导致了折射角的变化与入射角的关系不再符合斯涅尔定律。
通常情况下，介质对较短波长的光具有较大的折射率，较长波长的光具有较小的折射率，这就形成了色散效应。
色散效应在光学领域广泛应用于分光仪的原理和材料分析等方面。
第四部分：吸收和散射现象介质对电磁场的能量吸收和散射是电磁场在介质中传播过程中的重要现象。
当电磁波传播到介质中时，由于介质分子或原子的内部结构以及电磁场分布的不均匀性，一部分电磁能量会被转化为热能或散射出来。
这种能量损耗和散射会导致电磁场的强度和传播方向的改变。
吸收和散射现象在介质的热传导、电磁波的衰减以及能量转换等领域具有重要的应用价值。
第五部分：电磁波在生物介质中的传播除了常见的固体、液体和气体介质外，生物体内部的组织和细胞也可以被视为一种特殊的介质。
电磁波在介质中的反射与折射
电磁波在介质中的反射与折射电磁波是一种具有电场和磁场相互耦合的振动能量。
它们在空气等自由空间中传播时具有直线传播的特性，但当遇到不同折射率的介质时，就会发生反射与折射现象。
本文将探讨电磁波在介质中的反射与折射规律，并深入分析其原理和应用。
一、反射现象当一束电磁波从一介质界面射入另一介质时，一部分电磁波会发生反射，即沿着入射角相等的角度从界面上反射回来。
这是由于光在不同介质中传播速度不同，从而导致波传播方向发生改变的结果。
以光为例，当光从空气射入玻璃界面时，一部分光会反射回空气中。
根据反射定律，入射角等于反射角，反射光线与入射光线呈一致的角度。
这一现象在日常生活中处处可见，如镜面反射和平板玻璃窗的反射。
二、反射定律反射定律描述了电磁波在介质界面上的反射行为。
根据反射定律，光线的入射角和反射角之间的关系可表示为：入射角i = 反射角r这意味着，当一束光线以特定的入射角度入射到一介质界面上时，其反射光线的角度与入射角度是相等的。
这个定律适用于所有类型的电磁波，包括可见光、无线电波和微波等。
三、折射现象除了反射现象外，电磁波在介质中还会发生折射。
折射是指当光从一种介质射入到另一种折射率不同的介质中时，光线传播方向发生改变的现象。
这是由于不同折射率的介质对光的传播速度有影响。
根据斯涅尔定律，入射角i、折射角t和两种介质的折射率n1、n2之间存在以下关系：n1sin(i) = n2sin(t)其中，n1和n2分别表示两种介质的折射率，i是入射角，t是折射角。
折射现象对光在水、玻璃等介质中的传播起到了重要作用。
它解释了为什么在水中看到的物体会有所偏移，并为光学透镜和棱镜等光学器件的设计提供了基础。
四、总结与应用通过研究电磁波在介质中的反射与折射现象，我们可以深入了解光的传播规律，并应用于实际生活中的众多领域。
以下是几个常见的应用：1. 光学仪器：基于光的反射与折射原理，我们设计了相机、望远镜、显微镜等光学仪器。
电磁波在介质中的传播与介质吸收
电磁波在介质中的传播与介质吸收电磁波是一种具有电场和磁场相互作用的波动现象，它在真空中的传播速度是光速。
然而，当电磁波传播到介质中时，它的传播速度会受到一定的影响。
在介质中传播的电磁波遇到了新的挑战，与介质发生了相互作用。
这种相互作用表现为介质对电磁场的吸收和折射现象。
介质吸收电磁波的过程实际上是由于介质分子或原子对电磁波能量的吸收。
当电磁波作用于介质时，其电场会使介质中的电子被加速振动，从而吸收电磁波的能量。
这导致电磁波在介质中的传播速度减小，且波长也会发生改变。
这种现象在可见光的传播过程中表现出来，使得物体呈现出各种颜色。
不同种类和性质的介质对电磁波的吸收程度有所不同。
以电磁波在大气中的传播为例，大气中的氧气和水蒸气对电磁波有较强的吸收能力。
特别是对于高频的电磁波，如紫外线和X射线，它们会被大气层中的氧气和臭氧吸收。
这就是为什么紫外线可以被臭氧层过滤的原因。
另外，介质对电磁波吸收的程度还与电磁波的频率有关。
通常来说，介质对于低频的电磁波吸收较弱，而对于高频的电磁波吸收较强。
这也是为什么在无线通信中，高频电磁波更容易被建筑物和其他物体阻挡的原因。
除了吸收外，介质对电磁波的传播还会发生折射现象。
当电磁波从一种介质传播到另一种介质中时，由于介质的不同密度和折射率，电磁波的传播方向会发生变化。
这可以通过斯涅耳定律来描述，即入射角和折射角之间的关系。
折射现象在日常生活中也是非常常见的。
当我们将一根木棍放入水中时，我们会观察到木棍在水中的表现似乎发生了转折。
实际上，这是由于电磁波在木棍和水之间的折射现象造成的。
总之，电磁波在介质中的传播与介质的吸收现象密切相关。
介质对电磁波的吸收能力取决于电磁波的频率和介质的性质，而电磁波的传播方向则受到介质折射现象的影响。
电磁波在介质中的传播和介质吸收的研究对于深入理解物质结构和电磁波的相互作用具有重要意义。
电磁波在介质中的传播规律
电磁波的传播是电磁场理论的重要组成部分。
我们只考虑电磁波在各向同性均匀线性介质中传播，分别对电磁波在线性介质和非线性介质中的传播规律进行讨论。
1、电磁场的波动方程一般情况下，电磁场的基本方程是麦克斯韦方程，而我们讨论的介质是各向同性均匀线性的，即（0,0==j ρ）的情形。
麦克斯韦方程组的解既是空间的函数又是时间的函数，而我们只考虑随时间按正弦函数变化的解的形式。
对于这种解，其形式可表示成一个与时间无关的复矢量和一个约定时因子()t j ωex p 相乘，这里ω是角频率。
在这种约定下，麦克斯韦方程组便可表示成[]1ΗE ωμj -=⨯∇ (1) ΕΗωεj =⨯∇ (2) 0=⋅∇Ε (3)0=⋅∇Η (4)对方程（1）两边同取旋度，并将式(2)代入便得ΕΕεμω2=⨯∇⨯∇ （5） 利用如下矢量拉普拉斯算子定义以及方程（3）()ΕΕΕ⨯∇⨯∇-⋅∇∇=∇2 （6） 方程（5）式变为[]2022=+∇ΕΕk （7） μεω=k （8） 类似地，可得Β所满足的方程为022=+∇ΒΒk （9） 方程（7）和（9）式称为亥姆霍兹（Helmholtz ）方程，是电磁场的波动方程。
2、平面波解一般的电磁波总可用傅里叶分析方法展开成一系列。
单色平面波的叠加。
所以，对单色平面波的研究具有重要的理论和实际意义。
假定波动方程（7）和（8）式的单色平面波的复式量解为[]3()[]r k ΕΕ⋅-=t j ωex p 0 （10） ()[]r k ΒΒ⋅-=t j ωex p 0 （11） 式中0Ε,0Β分别为Ε,Β振幅，ω为圆频率，k 为波矢量（即电磁波的传播方向）。
()[]t kx j ω-ex p 代表波动的相位因子。
为了描述均匀平面波的相位在空间的变化快慢，在此引入相速的概念，即平面波等相位的传播速度。
很显然等相位面由下面方程决定[]1const kr t =-ω （12）方程（12）两边对时间t 求导可得 kdt dr v ω==(13) 由式（8）可知 εμ1=v （14）将（10）和（11）式代入我们上面给出的麦克斯韦方程组可得[]300Βk Εω-=⨯ （15） 0201Εk Βωv=⨯ （16） 00=⋅Εk （17） 00=⋅Βk （18） 由（17）和(18)可以看出，介质中传播的电磁波是横波，电场与磁场都与传播方向垂直；由（15）和（16）式可知：0Ε，0Β与k 三者相互垂直，且满足右手螺旋关系。
电磁波在不同介质中的传播规律是什么
电磁波在不同介质中的传播规律是什么电磁波是一种在空间中传播的电磁场波动现象，它在我们的日常生活和现代科技中都扮演着极其重要的角色，比如无线电广播、电视信号、手机通信、卫星导航等等。
而电磁波在不同介质中的传播规律，是理解和应用这些技术的关键所在。
首先，我们要明白什么是介质。
介质可以简单理解为电磁波传播所经过的物质环境。
常见的介质有空气、水、玻璃、金属等等。
不同的介质具有不同的物理性质，这就导致了电磁波在其中传播时会表现出不同的规律。
电磁波在不同介质中传播时，一个重要的规律是速度会发生变化。
在真空中，电磁波的传播速度是一个恒定的值，约为 3×10^8 米每秒。
但当电磁波进入其他介质时，其传播速度会变慢。
这是因为电磁波与介质中的粒子相互作用，导致传播受到一定的阻碍。
具体来说，电磁波在介质中的传播速度等于真空中的光速除以该介质的折射率。
折射率是描述介质光学性质的一个重要参数，不同的介质具有不同的折射率。
比如，光（也是一种电磁波）在水中的折射率约为 133，所以光在水中的传播速度就会比在真空中慢。
电磁波在不同介质中传播时，还会发生折射现象。
当电磁波从一种介质进入另一种介质时，传播方向会发生改变。
这就好比一束光从空气斜射入水中，我们会看到光的传播方向发生了弯折。
折射的程度取决于两种介质的折射率差异以及电磁波的入射角度。
折射率差异越大，入射角度越倾斜，折射现象就越明显。
除了折射，电磁波在介质界面还可能发生反射。
一部分电磁波会被介质表面反射回来，就像镜子反射光线一样。
反射的强度取决于介质的性质和电磁波的入射角度。
电磁波在介质中传播时，还会有吸收和衰减的现象。
一些介质会吸收电磁波的能量，导致电磁波的强度逐渐减弱。
比如，电磁波在通过一些有损耗的介质，如墙壁、土壤时，信号强度会逐渐降低。
这种吸收和衰减的程度与介质的电导率、磁导率以及电磁波的频率等因素有关。
此外，电磁波在不同介质中的波长和频率也会有所变化。
频率是电磁波的固有属性，不会因为介质的改变而变化。
介质中的电磁波传播
介质中的电磁波传播电磁波是一种无线传播的电磁辐射，它由电场和磁场交替形成，并在介质中传播。
介质是指电磁波所处的物质环境。
首先，让我们先了解一下什么是介质。
介质是电磁波传播的媒介，可以是固体、液体或气体。
无论是空气、水还是金属，只要具备一定的物质性质，都可以作为传播介质。
电磁波在介质中传播的机制与真空中传播有所不同。
在介质中，电荷粒子的存在使得电磁波与介质发生相互作用，导致波动的特性有所改变。
这种相互作用可以分为吸收、散射和折射。
首先是吸收。
当电磁波在介质中传播时，介质中的电荷粒子会吸收部分波能。
这种吸收导致电磁波能量的减弱和衰减。
吸收的程度取决于介质的性质，例如电导率和介电常数。
其次是散射。
介质中的粒子会对电磁波进行散射，这意味着电磁波的传播方向发生改变。
散射是由于粒子与电磁波相互作用而引起的。
例如，在大气中，空气分子会对光线进行散射，使得天空呈现出蓝色。
最后是折射。
当电磁波从一种介质传播到另一种介质时，它的传播速度和传播方向会发生改变。
这种现象称为折射。
折射是由于介质中的电磁波速度不同而引起的。
介质对电磁波的影响是由介质的特性决定的。
其中，介电常数和磁导率是介质特性中重要的参数。
介电常数描述了介质中的电磁波响应电场的能力，而磁导率描述了介质对磁场的响应能力。
不同的介质对电磁波的传播有不同的影响。
例如，金属是一种具有高电导率的介质，当电磁波在金属中传播时，电流会通过金属中的自由电子，使得电磁波能量迅速衰减。
这就是为什么金属可以有效地屏蔽电磁波的原因。
相比之下，空气是一种具有低电导率和低介电常数的介质。
在大气中，电磁波的传播速度几乎等于光速，而且衰减较小，因此空气可以作为电磁波传播的良好介质。
除了这些常见的介质外，还有一些特殊的介质对电磁波传播有着重要的影响。
例如光纤是一种具有非常低的损耗和高带宽的介质，它能够有效地传输光信号。
这使得光纤在通信领域得到广泛应用。
总的来说，介质对电磁波的传播有着重要的影响。
电磁场与电磁波实验报告
电磁场与电磁波实验陈述之宇文皓月创作班级：学号：姓名：实验一：验证电磁波的反射和折射定律（1学时）1、实验目的验证电磁波在媒质中传播遵循反射定理及折射定律。
（1）研究电磁波在良好导体概况上的全反射。
（2）研究电磁波在良好介质概况上的反射和折射。
（3）研究电磁波全反射和全折射的条件。
2、实验原理电磁波在传播过程中如遇到障碍物，肯定要发生反射，本处以一块大的金属板作为障碍物来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上所遵循的反射定律，即反射线在入射线和通过入射点的法线所决定的平面上，反射线和入射线分居在法线两侧，反射角等于入射角。
3、实验结果：图1.1 电磁波在介质板上的折射图1.2 电磁波在良导体板上的反射实验二：电磁波的单缝衍射实验、双缝干涉实验。
1、实验目的（1）研究当一平面波入射到一宽度和波长可比较的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强；（2）研究当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭线上，则每一条狭缝就是次级波波源。
由两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板的面前面空间中，将发生干涉现象。
2、实验原理单缝衍射实验原理见下图 5：当一平面波入射到一宽度和波长可比较的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面将出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强，同时也最宽，在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为，其中λ是波长，λ是狭缝宽度。
两者取同一长度单位，然后，随着衍射角增大，衍射波强度又逐渐增大，直至一级极大值，角度为：图 5 单缝衍射实验原理图如图 8：当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，则每一条狭缝就是次级波波源，由于两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板的面前面空间中，将发生干涉现象。
当然电磁波通过每个缝也有狭缝现象。
因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果。
为了只研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的结果，令双缝的缝宽α接近入，例如：，这时单缝的一级极小接近53°。
电磁波传播特性实验报告
一、实验目的1. 理解电磁波的基本概念和传播特性。
2. 掌握电磁波传播实验的基本操作和数据处理方法。
3. 通过实验验证电磁波在自由空间、导电媒质和不同介质界面上的传播特性。
二、实验原理电磁波是一种由振荡的电场和磁场组成的波动，能够在真空和介质中传播。
电磁波的传播特性包括传播速度、波长、频率、衰减、反射、折射和干涉等。
本实验主要研究以下几种特性：1. 电磁波在自由空间中的传播速度。
2. 电磁波在导电媒质中的传播速度和衰减。
3. 电磁波在不同介质界面上的反射和折射。
三、实验仪器与设备1. 电磁波发射器：产生不同频率的电磁波。
2. 电磁波接收器：接收电磁波信号，并测量其强度。
3. 波导：用于传输和测量电磁波。
4. 信号发生器：产生标准频率信号，用于校准实验设备。
5. 数字示波器：显示和记录电磁波信号。
6. 计算机及数据采集软件。
四、实验步骤1. 自由空间传播实验（1）将电磁波发射器和接收器放置在自由空间中，保持两者之间的距离不变。
（2）调整信号发生器，产生不同频率的电磁波。
（3）测量接收器接收到的电磁波信号强度，并记录数据。
2. 导电媒质传播实验（1）将电磁波发射器和接收器放置在导电媒质中，保持两者之间的距离不变。
（2）调整信号发生器，产生不同频率的电磁波。
（3）测量接收器接收到的电磁波信号强度，并记录数据。
3. 介质界面反射和折射实验（1）将电磁波发射器放置在介质界面一侧，接收器放置在另一侧。
（2）调整信号发生器，产生不同频率的电磁波。
（3）测量接收器接收到的反射和折射信号强度，并记录数据。
五、实验数据与分析1. 自由空间传播实验通过实验数据，可以计算出电磁波在自由空间中的传播速度，并与理论值进行比较。
2. 导电媒质传播实验通过实验数据，可以计算出电磁波在导电媒质中的传播速度和衰减系数，并与理论值进行比较。
3. 介质界面反射和折射实验通过实验数据，可以计算出电磁波的反射率和折射率，并与理论值进行比较。
介质中的电磁波传播
介质中的电磁波传播电磁波是一种可以在空气、水、金属等介质中传播的波动现象。
在物理学中，介质中的电磁波传播是一个非常重要的研究领域。
通过探索电磁波在不同介质中的传播规律，我们可以更好地理解和应用电磁波的特性。
首先，让我们来看一看电磁波在空气中的传播。
空气是一种常见的、无色无味的介质，电磁波在空气中的传播速度接近光速。
光是一种电磁波的形式，因此我们可以将空气中的光作为电磁波的一个例子。
光的传播速度非常快，所以我们在日常生活中所看到的光照在瞬间就能达到我们的眼睛。
除了光之外，无线电波、微波和太阳辐射等电磁波也能在空气中传播。
不同介质中的电磁波传播速度是不同的。
例如，电磁波在水中传播的速度要比在空气中慢一些。
这是因为水分子的结构和空气分子的结构不同，水分子之间的相互作用力较大，导致电磁波传播速度降低。
当我们游泳时，眼睛下方看到的物体会出现向上偏移的情况，这是因为光在水中传播速度较慢导致的折射现象。
金属是另一种常见的介质，电磁波在金属中的传播有一些特殊的规律。
金属中的自由电子能够将电磁波的能量吸收并迅速传递。
这就是为什么金属能够导电的原因之一。
当我们使用手机时，手机天线会发射出无线电波，这些无线电波会在金属天线的表面上反射，并通过金属内部的自由电子传导，从而实现信号的传输。
除了以上介绍的几种介质外，电磁波在其他介质中的传播也有一些独特的特点。
例如，在真空中，电磁波的传播速度达到了一种极限，即光速。
这是因为真空中几乎没有任何分子或原子存在，所以电磁波能够以最理想的状态传播。
而在其他气体中，电磁波的传播速度将会受到气体分子的影响。
不同介质中的电磁波传播还与其频率有关。
电磁波的频率对应着波长，即波动的周期性。
较低频率的电磁波波长较长，能够更容易地穿透各种介质进行传播。
而较高频率的电磁波波长较短，容易被介质吸收或反射。
这一特性在医学影像学中得到了广泛应用。
例如，X射线具有较高的频率，能够穿透物体并在相机底片上形成影像。
电磁波传播规律
电磁波传播规律电磁波是由电场和磁场相互作用产生的一种能量传播形式，广泛应用于通信、雷达、无线电、微波炉等领域。
了解电磁波的传播规律对于我们理解其应用以及防护措施至关重要。
本文将介绍电磁波的传播规律，包括传播速度、传播模式以及传播路径。
首先，电磁波的传播速度是一个重要的特性。
根据麦克斯韦方程组的推导，电磁波的传播速度等于真空中的光速（约为3×10^8米/秒），也被称为光速。
这意味着电磁波在真空中传播时的速度是一个恒定的值，与其频率和波长无关。
其次，电磁波可以以不同的模式进行传播。
最常见的模式是平面波和球面波。
平面波是沿着一个方向传播的电磁波，可以看作是无限大的扩展面内的波动。
在这种模式下，电磁波的波前是平行且垂直于传播方向的，并在空间中形成一系列平行的等相位面。
球面波则是从一个点源开始传播的电磁波，波前呈球面状向外扩散。
这种模式常见于天线辐射和声纳等应用中。
此外，电磁波的传播路径也受到一些因素的影响。
首先是传播介质的特性。
电磁波在空气中的传播速度是最快的，而在其他材料中（如介质常数大于1的物质）会比真空中传播的速度慢。
这取决于物质的折射率，它表示了电磁波在介质中传播时的相对速度。
其次，地球曲率也会影响电磁波的传播路径。
当电磁波超过地球的曲率时，它会绕过地球并产生地球的“阴影区域”。
这在通信领域中需要注意，以确保信号覆盖范围足够广。
除了传播路径，电磁波还会受到衰减和散射等因素的影响。
衰减是电磁波能量随着传播距离的增加而减弱的现象。
这是由于电磁波在传播过程中与空气、材料等物质发生相互作用而导致的。
电磁波的衰减与频率有关，通常高频率的电磁波衰减较快。
另一个现象是散射，即电磁波与材料或物体表面碰撞后改变传播方向。
散射可以使电磁波在障碍物周围形成阴影区域，并在不同方向上接收到不同强度的信号。
对于人类健康和安全的考虑，电磁波的辐射防护也是非常重要的。
选择适当的防护措施需要了解电磁波的传播规律和辐射特性。
介质中的电磁波传播规律
介质中的电磁波传播规律电磁波是一种能量传播的方式，它在介质中传播时遵循一定的规律。
介质可以是固体、液体或气体，不同的介质对电磁波的传播有着不同的影响。
本文将从电磁波的产生和传播两个方面来探讨介质中的电磁波传播规律。
一、电磁波的产生电磁波是由振荡的电场和磁场相互作用而产生的。
当电荷在空间中振荡或加速运动时，会产生电场的变化，从而激发出电磁波。
在介质中，电磁波的产生受到介质的性质和结构的影响。
对于固体介质来说，其分子或原子之间的相互作用力较强，电磁波在固体中的传播受到阻碍。
固体介质中的电磁波传播规律可以用折射和反射来描述。
当电磁波从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象，即电磁波的传播方向发生改变。
这是因为不同介质中的光速不同，导致电磁波传播速度的改变。
而当电磁波遇到固体表面时，会发生反射现象，即电磁波被固体表面反射回去。
对于液体介质来说，其分子或原子之间的相互作用力较弱，电磁波在液体中的传播相对较快。
液体介质中的电磁波传播规律与固体类似，也会发生折射和反射。
但由于液体的分子或原子之间的排列比较松散，电磁波在液体中的传播速度会比固体中的传播速度快。
对于气体介质来说，其分子或原子之间的相互作用力最弱，电磁波在气体中的传播速度最快。
气体介质中的电磁波传播规律同样遵循折射和反射的规律。
当电磁波从空气中传播到其他气体中时，也会发生折射现象。
而当电磁波遇到气体表面时，同样会发生反射现象。
二、电磁波的传播电磁波在介质中的传播速度受到介质的性质和结构的影响。
根据麦克斯韦方程组的理论，电磁波在真空中的传播速度是恒定的，即光速。
但在介质中，电磁波的传播速度会发生改变。
介质中的电磁波传播速度与介质的电磁性质有关。
电磁波在介质中的传播速度与介质的电导率和磁导率有关。
电导率越大，磁导率越小，电磁波的传播速度越快。
这是因为电导率越大，介质对电场的响应越快，电磁波的传播速度也就越快。
而磁导率越小，介质对磁场的响应越小，电磁波的传播速度也就越快。
电磁波传播实验报告
电磁波传播实验报告电磁波传播实验报告引言：电磁波是一种能量传播方式，它在日常生活中起着重要的作用。
为了深入了解电磁波的传播特性，我们进行了一系列实验，本报告将详细介绍实验的目的、方法、结果和讨论。
实验目的：1. 了解电磁波的基本特性和传播规律。
2. 探究电磁波在不同介质中的传播速度和衰减情况。
3. 理解电磁波的传播路径和干扰现象。
实验方法：1. 实验仪器：信号发生器、天线、接收器、示波器等。
2. 实验步骤：a. 将信号发生器与天线连接，设置合适的频率和幅度。
b. 将接收器与示波器连接，调整示波器的参数以观察电磁波信号。
c. 在不同介质中放置接收器，记录信号强度和衰减情况。
d. 在不同距离和障碍物条件下进行实验，观察电磁波的传播路径和干扰现象。
实验结果：1. 电磁波在真空中的传播速度接近光速，约为3×10^8米/秒。
2. 电磁波在不同介质中的传播速度会发生变化，速度较慢。
3. 电磁波在不同介质中的衰减情况也不同，有的介质对电磁波几乎没有衰减，有的介质会导致较大的信号损失。
4. 电磁波的传播路径受到障碍物的影响，可能会出现折射、反射和衍射等现象。
5. 在一定距离内，电磁波信号强度随距离的增加而衰减，呈现出逐渐减小的趋势。
讨论：1. 电磁波的传播速度与频率有关，频率越高，传播速度越快。
2. 不同介质对电磁波的传播速度和衰减情况有着显著影响，这是由介质的电磁性质决定的。
3. 障碍物对电磁波的传播路径产生了干扰，这在通信领域中需要考虑，以避免信号的衰减和失真。
4. 电磁波的传播路径和干扰现象对雷达、无线电通信等技术的应用具有重要意义，可以通过合理设计和布置天线来优化信号传输效果。
结论：通过本次实验，我们深入了解了电磁波的传播特性和规律。
电磁波在不同介质中的传播速度和衰减情况差异显著，而障碍物对电磁波的传播路径产生了干扰。
这些实验结果对于电磁波的应用和技术发展具有重要意义，也为我们进一步探究电磁波的传播机制提供了基础。
电磁波在介质中的传播与折射规律
电磁波在介质中的传播与折射规律电磁波作为一种电场和磁场相互关联的振荡现象，具有广泛的应用和重要的科学意义。
在介质中传播时，电磁波会受到折射现象的影响，并遵循一定的传播和折射规律。
本文将探讨电磁波在介质中的传播与折射规律。
介质是指电磁波传播过程中存在的物质，它可以是固体、液体或气体。
当电磁波传播到介质边界时，会发生折射现象。
折射是指电磁波由一种介质传播到另一种介质时，传播方向发生改变的现象。
根据电磁波的性质，我们可以通过斯涅尔定律来描述光在介质中的折射规律。
斯涅尔定律表明，入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在一个简单的关系，即折射率乘以入射角的正弦值等于另一种介质的折射率乘以折射角的正弦值。
折射率是描述介质对光的传播速度的属性，不同种类的介质对应的折射率不同。
在光的传播过程中，当电磁波从一个折射率为n1的介质传播到一个折射率为n2的介质时，入射角i和折射角r之间满足的关系可以用斯涅尔定律表示为：n1*sin(i)=n2*sin(r)。
斯涅尔定律描述了电磁波在介质中的折射现象，也揭示了光波传播的基本原理。
通过斯涅尔定律，我们可以了解到光波在不同介质中传播时传播方向的改变，进一步探究光在不同介质中的传播性质和规律。
除了斯涅尔定律，电磁波在介质中的传播规律还可通过其他理论加以解释，如光的波动理论和光的光线理论。
根据光的波动理论，光波在传播过程中会发生波长的改变，即频率和速度保持不变。
当光波从一个介质传播到另一个介质时，由于折射率的差异，波长会发生改变，但光的频率保持不变。
这也正是我们在介质中观察到的折射现象。
光在穿过一个介质表面时，由于折射率的改变，会出现弯曲的现象，这种弯曲被称为光线的折射。
光的光线理论解释了光在介质中的传播和折射现象。
光线是垂直于光传播方向的线，它的方向与光的传播方向相同。
当光线从一个介质传播到另一个介质时，由于介质折射率的不同，光线会发生偏折，即折射现象。
根据光线理论，我们可以通过测量光线的传播路径和角度来推断出介质的折射率。
电磁波在介质中的传播常态与反射
电磁波在介质中的传播常态与反射电磁波是一种波动现象，它的传播方式包括传播常态和反射。
在介质中传播时，电磁波会遇到许多影响其传播的因素，包括折射、散射和吸收等。
本文将从这些方面探讨电磁波在介质中的传播规律。
1. 介质对电磁波的影响介质是指电磁波在传播过程中所处的物质环境。
不同的介质具有不同的特性，导致它们对电磁波的传播产生了不同的影响。
首先，介质对电磁波的速度和方向都产生了影响。
例如，当电磁波从一种介质传播到另一种介质时，其传播速度可能会发生改变，同时也可能会改变传播方向。
此外，介质还会对电磁波的频率产生影响。
根据波动理论，电磁波的频率与其能量密切相关。
介质会吸收电磁波中特定频率的能量，导致传播过程中的能量损失。
这也是为什么在无线通信中，信号传播的距离和质量会受到介质的影响。
2. 电磁波的折射现象当电磁波从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象。
折射是指电磁波改变传播方向的过程。
根据斯涅尔定律，光线在两种介质中的速度比例和入射角的正弦值之间存在一个关系。
这个关系可以用下面的公式表示：n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂，其中n₁和n₂分别是两种介质的折射率，θ₁和θ₂分别是入射角和折射角。
折射现象的实际应用非常广泛。
例如，在眼科学中，我们通过调节角膜的曲率来改变光线的折射，从而纠正近视或远视。
此外，光的折射现象也被应用于光学器件中，如透镜、光纤等。
3. 电磁波的散射现象散射是指电磁波与物体碰撞后的方向改变现象。
当电磁波传播到介质中的微观粒子（如气体分子、液滴等）时，会发生散射。
散射的强度与波长和粒子的大小相比有关。
散射现象对于大气中的光线传播非常重要。
当太阳的光线穿过大气时，会遇到其中的气体分子，导致光线在不同方向上的散射。
这也是为什么天空会呈现出蓝色的原因。
蓝光波长较短，受到的散射影响更大，因此天空呈现出蓝色。
4. 电磁波的吸收现象吸收是指介质中的物质吸收电磁波能量的过程。
不同的介质对电磁波的吸收能力也不同。
电磁波传播特性实验报告
电磁波传播特性实验报告电磁波传播特性实验报告引言：电磁波是一种无线电波，它在空间中传播具有特定的特性。
为了深入了解电磁波的传播特性，我们进行了一系列实验。
本实验报告将详细介绍实验设计、实验步骤、实验结果以及对结果的分析和讨论。
实验设计：本次实验旨在研究电磁波在不同介质中的传播特性。
我们选择了空气、水和金属作为不同介质，并通过测量电磁波在这些介质中的传播速度和衰减程度来分析其传播特性的差异。
实验步骤：1. 准备工作：搭建实验装置，包括发射器、接收器和测量仪器。
2. 实验一：测量空气中电磁波的传播速度。
将发射器与接收器分别放置在一定距离的两个位置，通过测量电磁波的传播时间来计算传播速度。
3. 实验二：测量水中电磁波的传播速度和衰减程度。
将发射器和接收器分别放入水中，通过测量传播时间和接收信号的强度来计算传播速度和衰减程度。
4. 实验三：测量金属中电磁波的传播速度和衰减程度。
将发射器和接收器分别放入金属容器中，通过测量传播时间和接收信号的强度来计算传播速度和衰减程度。
实验结果：1. 空气中电磁波的传播速度为光速，衰减程度较小。
2. 水中电磁波的传播速度略小于光速，衰减程度较大。
3. 金属中电磁波的传播速度极小，衰减程度极大。
结果分析和讨论：1. 电磁波在空气中的传播速度与真空中的光速相近，说明空气对电磁波的传播影响较小。
2. 水对电磁波的传播速度和衰减程度都有较大的影响，这是因为水分子对电磁波的吸收和散射较强。
3. 金属对电磁波的传播速度和衰减程度影响最大，这是因为金属具有良好的导电性，电磁波在金属中会被吸收和反射。
结论：通过本次实验，我们得出了电磁波在不同介质中传播特性的结论。
空气对电磁波的传播影响较小，水对电磁波的传播速度和衰减程度有较大影响，金属对电磁波的传播速度和衰减程度影响最大。
实验的局限性和改进方向：本次实验中，我们只研究了电磁波在空气、水和金属中的传播特性，还可以进一步研究电磁波在其他介质中的传播特性，如玻璃、塑料等。
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电磁场与微波技术实验报告（二）课程实验：电磁波在介质中传播规律班级：姓名：指导老师：实验日期：电磁波在介质中的传播规律一、实验目的：1、用MATLAB 程序演示了电磁波在无损耗、较小损耗和较大损耗情况下的传播博规律；2、结合图像探讨了电磁波在有耗介质中电场强度和磁场强度的能量变化情况；3、学会使用Matlab 进行数值计算，并绘出相应的图形，运用MATLAB 对其进行可视化处理。
二、实验原理 1、电磁场的波动方程一般情况下，电磁场的基本方程是麦克斯韦方程，而我们讨论的介质是各向同性均匀线性的，即（0,0==j ρ）的情形。
麦克斯韦方程组的解既是空间的函数又是时间的函数，而我们只考虑随时间按正弦函数变化的解的形式。
对于这种解，其形式可表示成一个与时间无关的复矢量和一个约定时因子()t j ωex p 相乘，这里ω是角频率。
在这种约定下，麦克斯韦方程组便可表示成[]1ΗE ωμj -=⨯∇ (1) ΕΗωεj =⨯∇ (2) 0=⋅∇Ε (3) 0=⋅∇Η (4) 对方程（1）两边同取旋度，并将式(2)代入便得ΕΕεμω2=⨯∇⨯∇ （5） 利用如下矢量拉普拉斯算子定义以及方程（3）()ΕΕΕ⨯∇⨯∇-⋅∇∇=∇2 （6） 方程（5）式变为[]2022=+∇ΕΕk （7） μεω=k （8） 类似地，可得Β所满足的方程为022=+∇ΒΒk （9） 方程（7）和（9）式称为亥姆霍兹（Helmholtz ）方程，是电磁场的波动方程。
2、平面波解一般的电磁波总可用傅里叶分析方法展开成一系列。
单色平面波的叠加。
所以，对单色平面波的研究具有重要的理论和实际意义。
假定波动方程（7）和（8）式的单色平面波的复式量解为[]3()[]r k ΕΕ⋅-=t j ωex p 0 （10） ()[]r k ΒΒ⋅-=t j ωex p 0 （11） 式中0Ε,0Β分别为Ε,Β振幅，ω为圆频率，k 为波矢量（即电磁波的传播方向）。
()[]t kx j ω-ex p 代表波动的相位因子。
为了描述均匀平面波的相位在空间的变化快慢，在此引入相速的概念，即平面波等相位的传播速度。
很显然等相位面由下面方程决定[]1const kr t =-ω （12）方程（12）两边对时间t 求导可得kdt dr v ω== (13) 由式（8）可知εμ1=v （14）将（10）和（11）式代入我们上面给出的麦克斯韦方程组可得[]300Βk Εω-=⨯ （15） 0201Εk Βωv =⨯ （16） 00=⋅Εk （17） 00=⋅Βk （18） 由（17）和(18)可以看出，介质中传播的电磁波是横波，电场与磁场都与传播方向垂直；由（15）和（16）式可知：0Ε，0Β与k 三者相互垂直，且满足右手螺旋关系。
3、电磁波在线性介质中的传播[]1电磁波在线性介质中的传播，即电介质参数和磁导率都为实数的波传播情况。
由关系式（8）可知，波数k 必为实数。
根据平面波解形式（10）易知，平面电磁波在线性介质中传播，只有相位发生变化，无幅值变化。
将式（15）写成ΗΕk η=⨯ （19）其中⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==εμωμηk 。
而且η的单位是Ω，故称为波阻抗。
其物理意义是垂直于传播方向平面上的电场和磁场的比值。
在线性介质中，波阻抗η为实数，也就是纯电阻，所以电场和磁场同相。
4、电磁波在非线性介质中的传播[]1实际中见到的非线性介质是电介质参数为复数的情形，即"'εεεj -=，譬如海水、湿地。
通常这种介质的损耗是由电导率σ引起，故又有ωσε="。
根据关系式（8）有 2/1"''1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=εεμεωj k （20）将复数k 写成αβj k -= （21）由式（20）不难推出2/12"'1'12⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=εεμεωβ （22）2/12'"'112⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=εεμεωα （23）由此可知，平面电磁波在非线性介质中传播，除了相位以传播常数β随距离变化外，其幅值也要以衰减常数α随距离指数衰减。
此时波阻抗为2/1''"1⎪⎭⎫⎝⎛-==εεεμεμηj （24）由此可知，在非线性介质中，一般来说电场和磁场不再同相。
下面我们分弱耗和良导体中两种情况进行讨论。
在弱耗情况下，即210'"-<εε，式（22），（23），（24）可近似为'μεωβ≈ （25）''"22εμσεμωεα=≈（26） 'εμη=（27） 由此可知，在弱耗情况下，传播常数β与在线性介质中传播下相同，衰减常数α与频率无关，电场和磁场同相。
在良导体下，即2'"10>εε，式（22），（23），（24）可近似为22"ωμσμεωβ=≈ （28）2ωμσβα≈= （29）()σωμη21j += （30）由式（30）可知，在良导体中，电场和磁场不在同相，而是电场始终超前磁场4π。
由式（29）可知，电磁波在良导体中传播衰减很快，很难深入到良导体内部。
一般电磁场能量集中于良导体表面。
为此定义一个趋附深度δ，描述电磁波穿透导体的能力，具体定义式是σδ1=（31）即为电磁波幅值减到原来的≈-1e 时，所传播的厚度。
三、MATLAB 编程步骤1、设定相关物理量的符号表示；2、编好电场、磁场的表达公式；3、根据点电场强度、磁场强度公式运用MATLAB 的相关函数plot,mesh等模拟出电磁波在介质中传播的图像；通过编写MATLAB 程序，我们可以生成相关的MATLAB 图像进行可视化，得到图形。
四、实验内容1、电磁波在平面上传播 程序：t=0::4*pi; T=meshgrid(t); Z=sin(T); surf(Z);MATLAB 图像：2、电磁波在理想介质中传播 程序一：grid on ;%打开网格 x=[0::30];zero=0*ones(size(x)); E=ones(size(x))*0; H=ones(sin(x));t=0; %画动画%for i=1:100 %动画帧数E=exp(0*x).*cos(20*pi*t-x); %电场表达式 改为0，就是无损耗了H=exp(0*x).*cos(20*pi*t-x-3*pi/8); %磁场表达式quiver3(x,zero,zero,zero,zero,E,'Y'); %画电场矢量图hold on;quiver3(x,zero,zero,zero,H,zero,'R'); %画磁场矢量图ti=title('无损耗介质中电磁波传播','color','k');set(ti,'fontsize',20);xlabel('x','fontSize',20);ylabel('y','fontSize',20);zlabel('z','fontSize',20); %标注想x，y，z轴axis([0,30,,,,]); %限定图像范围view(20+2*i,40); %调整视角pause %帧延时t=t+; %时间流逝hold off; %关闭保持end; %结束循环MATLAB图像一：程序二：clearm=3;x=(0::1) *m;figure;grid on;hold on;axis([0,m,-1,1,-1,1])data = zeros(size(x));hy = stem(x,data,'y.');hz = stem(x,data,'r.');n = length(x);i=1;view(3);while 1if i>ndata=[data(end),data(1:end-1)];elsedata=[sin(2*pi*x(i)),data(1:end-1)];endset(hy,'YData',data);set(hz,'ZData',data);drawnowpausei=i+1;endMATLAB图像二：3、电磁波在导体（损耗较小的介质）中传播程序与步骤二大题相同，区别在于：E=exp*x).*cos(20*pi*t-x); %电场表达式的衰减系数由0改为-0。
03H=exp*x).*cos(20*pi*t-x-3*pi/8); %磁场表达式的衰减系数由0改为-0。
03MATLAB图像：4、电磁波在金属（损耗较大的介质）中传播程序与步骤二大题相同，区别在于：E=exp*x).*cos(20*pi*t-x); %电场表达式的衰减系数由0改为H=exp*x).*cos(20*pi*t-x-3*pi/8); %磁场表达式的衰减系数由0改为MATLAB图像：五、实验总结：在以前的学习中，我仅只是使用MATLAB的数值计算的功能，通过这个实验，对于MATLAB强大的仿真功能有了更加深刻的了解，为深层次的学习此软件开了一个很好的头。
通过MATLAB画出的电磁波在介质中的传播能加深我们对电场、磁场的了解，在画图的过程中，我明白了电磁波在介质中传播是有损耗的，在实际生活中，我们已经离不开电磁波了，电磁波技术革新也与我们的生活息息相关，我们要想达到在理想条件下无损耗的传播电磁波，还需要学习更多的知识，像前辈们一样更加努力。
参考文献[1] 盛新庆. 电磁波述论[M]. 北京: 科学出版社, 2007[2] 郭硕鸿. 电动力学（第二版）[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006[3] 沙湘月, 伍瑞新. 电磁场理论与微波技术[M]. 南京: 南京大学出版社,2004。