电磁场与电磁波(电磁波的反射与折射)解读
电磁场与电磁波知识点总结 知乎
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电磁场和电磁波是物理学中的重要基础知识，涉及到电学、磁学、波动光学等多个领域。
下面是对电磁场和电磁波的一些重要知识点总结：
1. 电场和磁场：电场是指空间中由电荷引起的电力作用，磁场是指空间中由电流引起的磁力作用。
电场和磁场都是矢量场，可以用矢量图形表示。
2. 麦克斯韦方程组：麦克斯韦方程组是描述电磁场行为的基本方程，包括四个方程：高斯定理、高斯磁定理、法拉第电磁感应定律和安培环路定理。
3. 电磁波：电磁波是由电场和磁场相互作用引起的一种波动现象，包括无线电波、可见光、紫外线、X射线等。
电磁波具有波长、频率等特征，可以用波动方程表示。
4. 偏振：偏振是指电磁波中电场矢量的振动方向。
根据电场矢量的振动方向，电磁波可以分为线偏振、圆偏振和不偏振等。
5. 折射和反射：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，即波的传播方向改变。
同时，当电磁波遇到介质的边界时，会发生反射现象，即波发生反向传播。
折射和反射现象可以用斯涅尔定律和菲涅尔公式计算。
6. 衍射和干涉：电磁波在经过小孔或射缝等障碍物时，会发生衍射现象，即波扩散后形成干涉条纹。
同时，当两束电磁波相遇时，会发生干涉现象，即波的振幅会增强或减弱。
衍射和干涉现象可以用
菲涅尔衍射和双缝干涉等理论进行描述。
以上是电磁场和电磁波的一些重要知识点总结。
熟练掌握这些知识，对于理解电学、磁学、波动光学等学科都具有重要意义。
电磁场与电磁波总结
电磁场与电磁波总结首先，电磁场是由带电粒子所产生的一种物质的存在状态，它是电磁相互作用的媒介。
电磁场可以通过电流、电荷或者磁体来产生，它包括电场和磁场两个部分。
电场是由电荷引起的，它的强度和方向由电荷的性质和位置决定。
磁场是由电流或者磁体引起的，它的强度和方向由电流大小和方向或者磁体性质和位置决定。
电磁场可以用矢量表示，它具有能量、动量和角动量等物理量。
电磁波是电磁场的一种传播形式，它是由振荡的电场和磁场组成。
电磁波具有极高的传播速度，它在真空中的速度接近光速，约为3×10^8米每秒。
电磁波可以根据频率不同分为很多种类，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
不同频率的电磁波具有不同的性质和应用。
电磁场和电磁波具有许多特性和规律。
首先，电磁场遵循麦克斯韦方程组的规律，其中包括电场和磁场之间的关系、电荷和电流的守恒定律等。
电磁波是在麦克斯韦方程组的基础上通过推导得出的解。
其次，电磁场和电磁波在空间中传播时具有波动性质，它们可以发生折射、反射、干涉和衍射等现象。
电磁波的传播速度与频率和介质的性质有关。
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。
折射可以用斯涅尔定律来描述。
另外，电磁波的传播还受到衍射和干涉等现象的影响，这些现象对于解释电磁波的性质和应用具有重要意义。
电磁场和电磁波具有广泛的应用。
首先，无线通信是电磁波应用的重要领域之一、从无线电到移动通信，无线电波是信息传输的基础。
其次，电磁波在遥感和雷达中也发挥着重要作用。
通过接收和分析不同频率的电磁波，可以获取地球表面的信息，用于环境监测和资源探测等。
此外，电磁波还广泛用于医学诊断和治疗，如X射线和磁共振成像等。
除了应用领域，电磁场和电磁波的研究也对于理解物质结构和宇宙演化等问题具有重要意义。
总之，电磁场和电磁波是物理学中的重要概念，可以用来描述电磁现象和电磁辐射。
电磁场由电场和磁场组成，它可以通过电荷和电流来产生。
电磁场理论-06 电磁波的反射和折射
Et
Ht
Hi
Hi
5、场的表示形式及相互关系 • 垂直极化情况：
Er
Ei
x
Et
E i r E ime
jk i r
ˆ y
jk r r ˆ E r r E rme y z Et r E tme jk t r y ˆ
reflected wave
Er
refracted wave (transmitted wave)
incident wave
ˆ n Ei
Et
1、1 2、 2
interface
三、坐标系设置及一些参量
• 入射波、反射波、折射波传播矢量：k 、k 、k i r t • 入射面： x ˆ 所确定的平面 k ki , n
2、其余步骤与垂直极化情况相同
三、全透射：
当r// 0或r = 0时，发生全透射
1 cos i 2 cos t 对于平行极化入射，r// 1 cos i 2 cos t
1
u1 cos i
r 0
2
u2
cos t
2
u2
1 sin 2 t
sin i
媒质的折射率：n1
r 1 r 1
n2 r 2r 2
4、若入射波垂直极化，反射波、折射波也是垂直极化； 若入射波平行极化，反射波、折射波也是平行极化；
• 垂直极化情况：
电场均垂直于入射面
• 平行极化情况：
电场均平行于入射面
Er
Ei
Hr
Et
Ht
Er
Ei
Hr
电磁场与电磁波第六章
1 H R 0 H R 0 1 cos 1 2 cos 2 1 H I 0 H I 0 1 cos 1 2 cos 2
(6-1-23)
T//
2 H T0 1 H I 0
2 2 cos 1 1 cos 1 2 cos 2
（6-1-1）
其中
k1 1 1 , k 2 2 2
入射波、反射波、折射波的电场矢量分别为
E I E I 0e j kI r , E R E R0e j kR r , ET ET 0 e j kT r
（6-1-2）
介质 1 中的总电场是入射波与反射波的叠加，即 E1= EI+ ER； 介质 2 中的仅为折射波，E2= ET 。 下面，根据电磁场的边界条件，由入射波的 kI和 EI0、HI0 来确定反射波和折射波的 kR、kT 以及 ER0、HR0、ET0、HT0。
第六章 平面电磁波的反射与折射
6.1.1 反射、折射定律
首先来确定反射波和折射波的波矢量方向。 由交界面 z = 0 处两侧的切向分量连续的边界条件和式
(6-1-2)，可得
j (k Ix x k Ix y ) j ( k Rx x k Ry y ) j ( k Tx x k Ty y )
只考虑 E 和 H 的切向分量边界条件即可。
6.1 电磁波的反射、折射规律
设介质 1 和介质 2 的交界面
为无穷大平面，界面法向沿 z 方 向，平面电磁波以入射角I 由介 质 1 射向介质 2，如图所示。
第六章 平面电磁波的反射与折射
入射波、反射波、折射波的波矢量分别为
k I ekI k1 , k R ekR k1 , kT ekT k 2
7-电磁场与电磁波-波的反射与折射
Electromagnetic Field and Wave Feb-Jun/2015Reflection & Refractionof Plane WavesDr. Kun Xu （徐坤）State Key Lab of Information Photonics and Optical Communications (Beijing University of Posts and Telecommunications)Tel: +86-10-61198070 E-mail: xukun@主要内容—均匀平面波垂入射理想导体表面垂入射理想介质表面斜入射理想导体表面斜入射理想介质表面导电媒质界面上波的反射与折射●平面波垂直入射到多层介质分界面 菲涅尔公式本章涉及的媒质和介质●均匀、线性、各向同性本章涉及的媒质和介质—●只限于非磁性媒质研究波的入射、反射、折射的依据—●依然是边界条件上一章边界上的应用举例垂直入射理想介质＋理想导体介质中的入射波：介质中的反射波：合成波的电场入射波：反射波：合成波：边界条件：切向电场入射到理想导体表面时，要要引起全反射，且反相180度。
合成波的磁场入射波：反射波：合成波：边界处场分布：感应面电流：平面波印庭矢量：驻波—没有传输能量合成波的电场与磁场相差为／平面波垂直入射理想介质1.入射2.反射3.透射入射波设：是介质1中的相移常数是介质1中的波阻抗反射波对比对比透射波对比对比电位移法向对于理想介质边界对于理想导体边界电场切向对于理想介质边界对于理想导体边界磁通密度法向对于理想介质边界对于理想导体边界磁场强度切向对于理想介质边界对于理想导体边界由由所以：当μ μo时 ＝磁场的反射系数与传输系数平面波垂直入射到理想介质分界面下电场反射系数和磁场反射系数大小相等，相位相差180度。
功率密度之间的关系能量是守恒的平面波斜入射理想导体沿任意方向的平面波：平面波斜入射的分类入射方向＋界面法线方向→入射平面平行极化：电场矢量平行于入射平面垂直极化：电场矢量垂直于入射平面这是…斜入射?同理，反射波的电场：边界处z＝0，切向电场强度等于零其中同理沿z方向是驻波沿x方向是行波沿x方向只有电场是横向的，称为横电波（TE波）平行极化平面波斜入射理想导体波矢平行极化斜入射边界条件：平行极化平面波对理想导体斜入射沿Z方向是驻波沿x方向是行波沿x方向只有磁场是横向的，称为横磁波（TM波）平面波斜入射理想介质Snell定律方法1: 电场在边界连续方法2: 磁场在边界连续方法3: 波矢量或相速度在切向连续Bend the Light!反射系数& 折射系数应用边界条件和Snell定律可得Fresnel公式：同理，对于垂直极化平面波Fresnel公式：N：Normal；R+1=T全反射与临界角从射线理论来看全反射的条件是：形成全反射的条件入射角θi 落在区间[θc ,90度]内； 若电磁波从1区入射2区形成全反射，则必须：全折射与Brewster Angle全折射的条件：R＝0 或|T|=1对于垂直极化平面波：垂直极化平面波无论怎么入射都不可能形成全折射！对于平行极化平面波：isBrewsterAngleEmail: xukun@Tel: 86 -10 –61198070Office Place: 科研楼-315# Thank You All for Your Attention! Any Questions and Suggestions are Welcome!。
电磁场与电磁波实验报告电磁波反射和折射实验
电磁场与电磁波实验报告电磁波反射和折射实验实验目的：1. 探究电磁波在不同介质中的反射和折射规律；2. 学习使用测量工具和观察现象，从实验中深化对电磁波的认知。
实验器材：1. 实验室用的电磁波发生器、接收器和天线；2. 不同介质的板子，如玻璃、塑料、水等；3. 直尺、支架、测角器等测量工具。
实验原理：1. 电磁波反射规律当电磁波从空气传播到介质边界时，如果介质的折射率大于空气，那么电磁波会被反射回来。
反射角等于入射角，即角度相等。
2. 电磁波折射规律当电磁波传播到介质边界时，如果两侧的折射率不同，电磁波会发生折射。
角度满足斯涅尔定律，即入射角和折射角的正弦之比在两个不同介质中是常数，即：sinθ1/sinθ2=n2/n1，其中θ1是入射角，θ2是折射角，n1和n2分别是两个介质的折射率。
实验步骤：1. 将电磁波发生器的天线对准接收器，并调整距离，使得接收器接收到最大强度的信号。
2. 选择一个介质板，将其放置在天线和接收器之间。
记录下入射角和反射角的值。
3. 更换不同的介质板，如玻璃、水、塑料等，重复步骤2。
4. 对于折射实验，将介质板斜放，入射光线从上方斜射入水中，观察折射出来的角度。
5. 测量介质板的厚度，并计算出介质的折射率。
实验结果：1. 反射实验中，记录下了不同介质的入射角和反射角。
通过比较不同介质的反射角可以发现，当折射率越大的时候，反射角越小，反之越大。
2. 折射实验中，记录下了入射角和折射角的值，并计算出了水的折射率。
分析与讨论：通过实验发现，电磁波的反射和折射规律与光学的规律相同，具有相似的物理原理。
另外，实验中需要注意精确度，例如使用测角器来测量角度，要保证角度的精确度，以免影响结果。
此外，实验中不同介质的反射、折射规律的不同也需要谨慎对待。
电磁场与电磁波实验报告电磁波反射和折射实验
电磁场与微波测量实验报告学院：班级：组员：撰写人：学号：序号：实验一电磁波反射和折射实验一、实验目的1、熟悉S426型分光仪的使用方法2、掌握分光仪验证电磁波反射定律的方法3、掌握分光仪验证电磁波折射定律的方法二、实验设备与仪器S426型分光仪三、实验原理电磁波在传播过程中如遇到障碍物，必定要发生反射，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。
四、实验内容与步骤1、熟悉分光仪的结构和调整方法。
2、连接仪器，调整系统。
仪器连接时，两喇叭口面应相互正对，它们各自的轴线应在一条直线上，指示两喇叭的位置的指针分别指于工作平台的90刻度处，将支座放在工作平台上，并利用平台上的定位销和刻线对正支座，拉起平台上的四个压紧螺钉旋转一个角度后放下，即可压紧支座。
3、测量入射角和反射角反射金属板放到支座上时，应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致。
而把带支座的金属反射板放到小平台上时，应使圆盘上的这对与金属板平面一致的刻线与小平台上相应90度的一对刻线一致。
这是小平台上的0刻度就与金属板的法线方向一致。
转动小平台，使固定臂指针指在某一角度处，这角度读书就是入射角，五、实验结果及分析记录实验测得数据，验证电磁波的反射定律表格分析：（1）、从总体上看，入射角与反射角相差较小，可以近似认为相等，验证了电磁波的反射定律。
（2）、由于仪器产生的系统误差无法避免，并且在测量的时候产生的随机误差，所以入射角不会完全等于反射角，由差值一栏可以看出在55度左右的误差最小。
越向两边误差越大，说明测量仪器在55度的入射角能产生最好的特性。
2、观察介质板（玻璃板）上的反射和折射实验将金属换做玻璃板，观察、测试电磁波在该介质板上的反射和折射现象，自行设计实验步骤和表格，计算反射系数和透射系数，验证透射系数和反射系数相加是否等于1 。
《电磁场和电磁波》 讲义
《电磁场和电磁波》讲义一、什么是电磁场在我们生活的世界中，电磁场是一种无处不在但又常常被我们忽略的存在。
简单来说，电磁场就是由带电粒子的运动所产生的一种物理场。
想象一下，当一个电子在空间中移动时，它的周围就会产生一个电场。
这个电场会对周围的其他带电粒子产生力的作用。
与此同时，如果这个电子在移动的过程中还在不断地改变速度，那么就会产生磁场。
电场和磁场就像是一对好兄弟，它们总是同时出现，相互关联，并且相互影响。
这种相互作用的结果就是我们所说的电磁场。
电磁场的强度和方向可以用数学上的向量来描述。
电场强度用 E 表示，磁场强度用 B 表示。
它们的大小和方向会随着带电粒子的运动状态以及空间位置的变化而变化。
二、电磁场的特性电磁场具有一些非常重要的特性。
首先，电磁场可以在空间中传播。
这就像我们扔一块石头到水里，会产生一圈圈的水波向外扩散一样，电磁场也能以电磁波的形式在空间中传播能量和信息。
其次，电磁场遵循一定的规律。
比如，库仑定律描述了两个静止点电荷之间的电场力作用；安培定律则描述了电流与磁场之间的关系。
再者，电磁场具有能量。
当电磁场发生变化时，能量会在电场和磁场之间相互转换。
这也是电磁波能够传播的一个重要原因。
三、电磁波的产生电磁波的产生通常需要一个源，比如一个加速运动的电荷或者一个变化的电流。
以天线为例，当电流在天线中快速变化时，就会产生迅速变化的电磁场，并向周围空间发射出去，形成电磁波。
另外，原子内部的电子在不同能级之间跃迁时，也会释放出电磁波。
这种电磁波的频率和能量与电子跃迁的能级差有关。
四、电磁波的性质电磁波具有波动性和粒子性双重性质。
从波动性的角度来看，电磁波和其他波一样，具有波长、频率、振幅等特征。
波长是相邻两个波峰或波谷之间的距离；频率则是单位时间内波振动的次数；振幅表示波的能量大小。
电磁波的频率范围非常广泛，从极低频率的无线电波到高频率的伽马射线。
不同频率的电磁波在性质和应用上有着很大的差异。
电磁波的反射与折射
电磁波的反射与折射电磁波是一种由电场与磁场相互作用而产生的波动现象。
在它的传播过程中，常常会遇到介质的边界，这时就会出现反射与折射现象。
反射与折射是电磁波传播中重要的现象，对于理解电磁波的传播特性以及应用具有重要意义。
一、反射现象当电磁波遇到介质的边界时，一部分电磁波会发生反射，即从表面弹回入射介质。
反射现象可用反射定律进行描述，即入射角等于反射角。
反射定律可以用以下数学公式来表示：$$\theta _i = \theta _r$$其中，$\theta _i$表示入射角，$\theta _r$表示反射角。
反射现象的应用非常广泛。
例如，在镜子中看到的自己的影像就是利用了反射现象。
当光线射到镜面上时，一部分光线会被镜面反射回来，形成我们所看到的影像。
二、折射现象除了反射，当电磁波从一种介质传播到另一种介质时，还会发生折射现象。
折射是指电磁波传播方向的改变。
折射现象可以用折射定律进行描述，即折射角与入射角之间满足以下关系：$$n_1 \sin(\theta _i) = n_2 \sin(\theta _t)$$其中，$n_1$和$n_2$分别表示两种介质的折射率，$\theta _i$表示入射角，$\theta _t$表示折射角。
折射现象的应用也非常广泛。
例如，光的折射现象在透镜和眼球中起着关键作用，使我们能够正常地观察周围的事物。
三、电磁波的反射与折射与频率的关系电磁波的频率在反射和折射过程中保持不变。
这意味着无论是反射还是折射，电磁波的频率不会发生变化。
只是在传播过程中改变了传播方向。
四、电磁波在不同介质中的传播速度电磁波在不同介质中的传播速度是不同的。
当电磁波从一种介质传播到另一种介质时，由于介质性质的差异，电磁波的传播速度会发生变化。
根据光在不同介质中的传播速度差异，可以得出折射定律的另一种表达方式：$$\frac{v_1}{v_2} = \frac{n_2}{n_1} = \frac{\lambda _1}{\lambda_2} $$其中，$v_1$和$v_2$分别表示两种介质中的光速，$n_1$和$n_2$分别表示两种介质的折射率，$\lambda _1$和$\lambda_2$分别表示两种介质中的波长。
电磁波在介质界面上的反射与折射
菲涅耳公式
sin sin cos cos7sin
2．E平行入射面 E E∥， E 0
H入射面，假定 H与， H方向相H 同
nv
n [E (E E)] 0 n [H (H H )] 0
n2 n1
E
z E k
x
E
Et Et Et
H H H
k
k
H t H t H t
z
k
E
H
E
H
x
H
k
即电磁波反射时发生相位突变，反射波与入射波反相，相位差为π， 相当于损失了半个波长的相位，故称为反射过程中的半波损失
y
)
y
]
0
因为 x， y 任意，要使上式成立，只有
k x k x, k x k x 同理可以证明 k y k y k y 3
（3）入射波、反射波、折射波在同一平面
z k
E y
入射波在 x z 平面即：k y 0
O
E
x
k y k y 0
k kx E k
因此反射、折射波矢也在 x z 平面
n ( E eik x E eik x ) n E eik x
0
0
0
n
E ei(kxxky 0
y
)
n
E ei ( kx x k y 0
y)
n
E ei ( k xx k y y ) 0
两边除以 exp[i( k xx k y y )]
n E e n E e n E i[(kx kx ) x(k y k y ) y ]
Et Et Et
n2 n1
H t H t H t
E E ( E|| 0)
电磁波课件
损失，一般用单位dB表示。
04 电磁波的应用
无线通信
无线电广播
利用电磁波将音频信号传输到收音机或扬声器。
移动通信
通过手机、基站和网络设备之间的无线电波传输 实现通信。
卫星通信
利用卫星反射或转发无线电波，实现远距离通信 。
雷达技术
天气雷达
高速、高带宽
随着通信技术的发展，电磁波的传输速度和带宽需求也在 不断增加。未来，电磁波将更加适应高速度、高带宽的应 用需求。
安全性提高
随着电磁波在各个领域的广泛应用，其安全性问题也日益 受到关注。未来，电磁波的安全性将得到进一步增强，以 保障用户的信息安全和隐私权益。
物联网应用
随着物联网技术的发展，电磁波将在物联网中发挥重要作 用。未来，电磁波将更加适应物联网应用的需求，为各种 智能设备的通信和数据传输提供支持。
在介质中传播速度会降低 。
折射率
不同介质对电磁波的折射 率不同，导致在穿过介质 时速度发生变化。
传播介质
01
02
03
04
真空
电磁波在真空中可以传播。
空气
空气中传播的电磁波会受到大 气颗粒物等的影响。
玻璃
玻璃等透明材料可以透过电磁 波。
导电材料
导电材料可以引导电磁波的传 播。
03 电磁波的反射与折射
未来展望
5G及6G通信
随着5G和6G通信技术的不断发展，电磁波将在未来的通信中发挥更加重要的作用。未来 ，电磁波将更加适应5G和6G通信的需求，为高速、高带宽、低延迟的通信提供支持。
量子通信
量子通信是一种新型的通信方式，具有高度安全性和不可破解性。未来，电磁波将在量子 通信中发挥重要作用，为高度安全的通信提供支持。
电路中的电磁波反射与电磁波折射
建筑土建施工中质量控制常见问题及改进措施建筑土建施工是一个复杂的过程，其中涉及到许多环节和细节。
质量控制是建筑土建施工过程中必不可少的一环，其目的是保证施工质量，确保工程的安全、可持续，满足用户要求。
然而，在实际施工中，还存在许多质量控制方面的常见问题，这需要及时发现问题，在实践中通过改进措施，确保施工质量。
一、常见问题及改进措施1. 土方开挖不到位质量问题：土方开挖不到位容易导致基础不稳定，影响建筑物的承重性能。
此外，在地下水位较高的地区，如果土方留置不当，还可能产生浸润泥浆、地下水倒灌等问题。
改进措施：要对每个土方开挖场地进行详细勘察和设计，合理规划土方开挖范围和深度。
在土方开挖实践中，要严格按照设计要求进行操作，避免过度或不到位开挖。
应按要求及时处理截水排水，保证施工场地内部干燥。
2. 模板支架不牢固质量问题：模板不牢固容易导致模板变形、垮塌、破损等问题。
模板不稳固会导致砼液流出，不仅会浪费材料，还会影响施工质量，甚至会危及工人的安全。
改进措施：要按照设计要求严格选材，在选择模板材料时要尽量选用质量较好的板材。
在施工过程中要充分使用支撑和配重杆，增强模板的稳定性和承载能力，同时也要严格按照设计要求进行施工。
3. 砼强度控制不到位质量问题：建筑物的承重部位、柱、梁、板等混凝土构建成分强度的控制，其中的强度控制标准基于，砼强度的控制是否到位。
改进措施：要充分认识砼强度控制的重要性，进行严格的监测。
施工好后，用标准试件检测混凝土强度，及时调整施工参数，进行合理加深，确保砼的强度满足设计要求。
4. 工人安全意识薄弱质量问题：建筑工人如果安全意识不到，误操作和失误很容易导致施工质量问题，严重时还会危及自己和他人的生命安全。
改进措施：要严格遵守各种安全规定、规范及操作规程，加强安全教育，提高工人安全意识，严格进行安全管理，建立权责清晰、有利于安全管理的施工制度。
同时还要注重现场管理，毫不懈怠地进行监督，必要时如果有不安全因素，要及时暂停施工。
中南大学电磁场与电磁波实验报告解读
电磁场与电磁波实验报告姓名：学号：班级：实验一电磁波反射实验一、实验目的1. 掌握微波分光仪的基本使用方法；2. 了解3cm信号源的产生、传输及基本特性3. 验证电磁波反射定律。
二、实验原理反射光一侧的电流值代表反射光的强度，所以反射角的位置由反射光一侧最大电流确定。
三、实验内容与步骤1.校准仪器，使两喇叭口对正2.固定反射板3.设置信号源4.调节可变衰减器5.设置波的频率6.改变入射角角度，将测量结果记录下来●步骤1中：对正具体做法是：保证轴线在一条直线（指示两喇叭位置的指针分别指于工作平台的0-180刻度处），不断调整喇叭口朝向，使电流表的读数最大。
●步骤2中：使金属板平面与小圆盘上的90-90刻线对齐，使小平台上的0刻度就与金属板的法线方向一致。
●步骤3中：打开信号源开关，将三厘米固态信号源设置在:“电压”和“等幅”档，电压设置为12V.●步骤4中：使活动臂上微安表的读数为满量程的80%左右。
●步骤5中：调节可变衰减器一侧的旋钮，使频率符合实验要求（9.37GHz、8.8GHz）●步骤6中：转动微波分光仪的小平台，使固定臂指针指在刻度为30度处（即入射角），然后由左向右转动活动臂，使得表头指示最大，此时即为反射角度数，记下该角度读数。
然后分别将固定臂指针指在刻度为40度、45度、50度、60度、80度处，重复上述操作，并记下相应的反射角读数。
四、实验数据记录及处理（1）9.37=f GHz（2）8.8=f GHz五、实验分析（1）由多次测量取平均值的实验结果来看，在误差允许的范围内，入射角等于反射角，验证了反射定律。
（2）引起误差的主要原因，除了客观因素（实验器材本身）和人为因素（读数不准确）外，还包括1.实验开始时喇叭口校准不到位2.实验过程中不小心造成的已校准过的喇叭口的偏移3.来自其他实验组的干扰（3）实验过程中测量所得的角度是反射光最强的处对应的角度，角度的偏差是由（3）中所述的误差原因造成的。
《电磁场与电磁波》 讲义
《电磁场与电磁波》讲义在我们的日常生活中，电磁场与电磁波无处不在，从手机通信到广播电视，从微波炉加热食物到 X 射线的医疗应用，它们都在默默地发挥着重要作用。
那么，什么是电磁场与电磁波呢？这就是我们接下来要深入探讨的内容。
首先，让我们来了解一下电磁场。
电磁场是由带电物体产生的一种物理场。
电荷的存在会导致周围空间产生电场，而当电荷运动时，就会产生磁场。
电场和磁场相互关联、相互作用，形成了电磁场。
想象一下，一个静止的电荷会在其周围产生一个静电场，就像一颗石子投入平静的湖面，引起的涟漪向外扩散一样。
而当电荷开始移动，比如电流在导线中流动时，就会产生磁场，这个磁场就像是围绕着导线的一圈圈“磁力线”。
电磁波则是电磁场的一种运动形式。
当电场和磁场以一定的规律变化时，就会产生电磁波，并以光速向周围空间传播。
电磁波具有很宽的频谱，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和伽马射线等。
不同频率的电磁波具有不同的性质和应用。
例如，无线电波常用于通信，像我们熟悉的广播、电视和手机信号都是通过无线电波来传输的。
微波则在雷达、微波炉等设备中得到应用。
红外线具有热效应，常用于遥控器和热成像仪。
可见光让我们能够看到周围的世界。
紫外线可以用于杀菌消毒。
X 射线在医学成像和工业检测中发挥着重要作用。
伽马射线则具有很强的穿透力，常用于医疗放疗和放射性检测。
那么，电磁波是如何产生的呢？一种常见的方式是通过电荷的加速运动。
比如，在天线中，电流的快速变化会产生电磁波。
另外，原子和分子内部的电子跃迁也会产生电磁波。
例如，当一个原子中的电子从高能级跃迁到低能级时，就会释放出光子，也就是电磁波。
接下来，我们来看看电磁波的传播特性。
电磁波在真空中以光速传播，速度约为 3×10^8 米/秒。
在介质中传播时，电磁波的速度会变慢，并且会发生折射、反射和衍射等现象。
折射就像是光线从空气进入水中时发生的弯曲；反射则类似于光线照在镜子上被反弹回来；衍射则是指电磁波在遇到障碍物时，会绕过障碍物继续传播。
电磁场中的电磁波折射与全反射
电磁场中的电磁波折射与全反射电磁波折射与全反射是电磁波在不同介质中传播时所表现出的现象。
在电磁场中，当电磁波由一种介质传播到另一种介质时，会发生折射或全反射的现象。
本文将详细介绍电磁波折射与全反射的原理、条件和应用。
一、电磁波折射的原理电磁波折射是指当电磁波从一种介质传播到另一种具有不同折射率的介质时，波的传播方向发生偏折的现象。
根据斯涅耳（Snell）定律，电磁波在两种介质之间传播时，入射角和折射角之间存在一个简单的数学关系，即折射定律。
根据折射定律，入射角i、折射角r和两个介质的折射率n₁和n₂满足下式：n₁sin(i) = n₂sin(r)其中，n₁为第一个介质的折射率，n₂为第二个介质的折射率，i为入射角，r为折射角。
二、电磁波折射的条件电磁波在两种介质之间发生折射需要满足一定的条件。
首先，两个介质的折射率必须不同。
其次，入射角必须小于临界角。
临界角是指入射角最大的角度，在此角度时，电磁波将发生全反射而无折射现象。
临界角可以通过折射定律推导得到：n₁sin(临界角) = n₂其中，n₁为第一个介质的折射率，n₂为第二个介质的折射率。
当入射角大于临界角时，电磁波将无法从第一个介质传播到第二个介质，而会完全反射回第一个介质中。
三、电磁波全反射的原理电磁波全反射是指当电磁波从一种折射率较大的介质传播到折射率较小的介质时，入射角大于临界角时，电磁波将完全反射回原介质中的现象。
发生全反射的原理是电磁波在折射率较小的介质中传播速度减小而波长保持不变。
当入射角大于临界角时，根据折射定律无法满足条件，因此电磁波无法从较大折射率的介质传播到较小折射率的介质，而会完全反射回原介质中。
全反射使电磁波在界面上发生多次反射，波能不会损失，电磁波将被完全反射回原介质中。
四、电磁波折射与全反射的应用电磁波折射与全反射在日常生活和科技领域中有广泛的应用。
1. 光纤通信：光纤通信是利用光的折射与全反射现象进行信号传输的技术。
人教版高中物理选择性必修第2册 第14讲 电磁场与电磁波(解析版)
第14讲电磁场与电磁波课程标准课标解读1.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想，初步了解场的统一性与多样性，体会物理学对统一性的追求。
2.结合牛顿万有引力定律和麦克斯韦电磁场理论，体会物理学发展过程中对统一性的追求。
1.知道电磁场的概念及产生过程.2.了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律，知道电磁波与机械波的区别．知识点01 电磁场1．变化的磁场产生电场(1)实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流．(2)麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，知识精讲目标导航电场促使导体中的自由电荷做定向运动．(3)实质：变化的磁场产生了电场．2．变化的电场产生磁场麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场．【知识拓展1】对麦克斯韦电磁场理论的理解(1)变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生恒定的电场．②非均匀变化的磁场产生变化的电场．③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场．(2)变化的电场产生磁场①均匀变化的电场产生恒定的磁场．②非均匀变化的电场产生变化的磁场．③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场．【即学即练1】麦克斯韦是从牛顿到爱因斯坦这一阶段中最伟大的理论物理学家，他的科学思想和科学方法的重要意义直到20世纪科学革命来临时才充分体现出来，下列关于麦克斯韦的理论，正确的是（）A．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场B．光是以波动形式传播的一种电磁振动C．水波、声波和电磁波都能在真空中传播D．当电场和磁场同时存在空间某一区域时，就会形成电磁波【答案】B【解析】A．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，故A错误；B．光是以波动形式传播的一种电磁振动，故B正确；C．水波、声波属于机械波，不能在真空中传播；电磁波能在真空中传播，故C错误；D．电磁波是由变化的电场和磁场，从发生区域由近及远传播形成的，故D错误。
电动力学四二(电磁波在介质界面上的反射和折射)
考虑 E’’垂直入射面情况(E’’=Ey’’),
H ''z
2 2
k '' x k ''
E '' y
E''
2 sin 2 n21
H '' x
2 2
k ''z k ''
E '' y
iE''
2 2
sin2
n221 1
Hz’’与E”同相，但Hx’’与E” 有90相位差。
26
折射波平均能流密度
19
菲涅尔公式同时也给出入射波、反射波和 折射波的相位关系。在 E入射面情形， 当2＞ 1时＞’’，因此E’/E为负数， 即反射波电场与入射波电场反相，这现象 称为反射过程中的半波损失。
上面的推导结果与光学实验事 实完全符合，进一步验证了光 的电磁理论的正确性。
20
3．全反射
根据
sin sin ''
30
Байду номын сангаас
振幅关系菲涅耳公式由于对每一波矢k有两个独立的偏振波它们在边界上的行为不同所以需要分别讨论e垂直coscoscoscoscose入射面边值关系式为sinsincoscoscoscossincoscoscoscos并利用折射定律得21sinsin16边值关系式为coscoscos17并利用折射定律得tgtgcossinsincossinsin18上述公式称为菲涅耳公式表示反射波折射波与入射波场强的比值
k k ' , k ''
v1
v2
10
把波矢及它们的分
量值代入它们之间 ' ,