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1、一、对两种理想介质分界面的垂直入射一、对两种理想介质分界面的垂直入射x入入反反1 12 2yz透透设设左左、右右半半空空间间均均为为理理想想介介质质， 1 1 2 20 0。电电磁磁波波在在介介质质分分界界面面上上将将发发生生反反射射和和透透射射。透透射射波波在在介质介质2 2中将继续沿中将继续沿z z方向传播。方向传播。一、对理想导体的分界面的垂直入射一、对理想导体的分界面的垂直入射x入入反反yz 设设左左半半空空间间是是理理想想介介质质， 1 10 0；右右半半空空间间为为理理想想导导体体， 2 2。分界面在分界面在 z z = 0 = 0 平面上。平面上。 理想介质内将存在入射波和反理想
2、介质内将存在入射波和反射波。射波。讨论：讨论：1、合成波的性质：、合成波的性质：v 对任意时刻对任意时刻t t，在在合成波电场皆为零合成波电场皆为零 v对任意时刻对任意时刻t t，在在 合成波磁场皆为零合成波磁场皆为零 zEx0zHy0zHy0zEx0合成波的性质：合成波的性质： v合成波为纯驻波合成波为纯驻波v振幅随距离变化振幅随距离变化v电场和磁场最大值和电场和磁场最大值和最小值位置错开最小值位置错开 / /4 4v电场和磁场原地振荡，电场和磁场原地振荡，电、磁能量相互转化。电、磁能量相互转化。 例例 2 海海水水的的电电磁磁参参数数是是r=81, r=1, =4 S/m，频频率率为为3
3、kHz和和30 MHz的的电电磁磁波波在在紧紧切切海海平平面面下下侧侧处处的的电电场强度为场强度为1V/m， 求：求： (1) 电电场场强强度度衰衰减减为为1V/m处处的的深深度度，应应选选择择哪哪个个频率进行潜水艇的水下通信；频率进行潜水艇的水下通信； (2) 频率频率3 kHz的电磁波从海平面下侧向海水中传的电磁波从海平面下侧向海水中传播的平均功率流密度。播的平均功率流密度。 解：解： (1) f=3kHz时：因为时：因为 所以海水对依此频率传播的电磁波呈显为良所以海水对依此频率传播的电磁波呈显为良导体，故导体，故 由此可见，选高频由此可见，选高频30MHz的电磁波衰减较大，应的电磁波衰减
4、较大，应采用低频采用低频3 kHz的电磁波。在具体的工程应用中，具体的电磁波。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。低频电磁波频率的选择还要全面考虑其它因素。 (2) 平均功率密度为平均功率密度为 例例 3 微微波波炉炉利利用用磁磁控控管管输输出出的的2.45 GHz的的微微波波加加热热食食品品。在在该该频频率率上上，牛牛排排的的等等效效复复介介电电常常数数=400，tane=0.3，求：求： (1) 微微波波传传入入牛牛排排的的趋趋肤肤深深度度， 在在牛牛排排内内8mm处处的的微波场强是表面处的百分之几；微波场强是表面处的百分之几； (2) 微微波波炉炉中中盛盛牛
5、牛排排的的盘盘子子是是用用发发泡泡聚聚苯苯乙乙烯烯制制成成的的， 其其 等等 效效 复复 介介 电电 常常 数数 的的 损损 耗耗 角角 正正 切切 为为 =1.030，tane=0.310-4。说说明明为为何何用用微微波波加加热热时时牛牛排排被被烧烧熟熟而而盘盘子并没有被烧毁。子并没有被烧毁。 解：解： (1) 根据牛排的损耗角正切知，牛排为不良导体，根据牛排的损耗角正切知，牛排为不良导体， (2) 发泡聚苯乙烯是低耗介质，发泡聚苯乙烯是低耗介质， 所以其趋肤深度为所以其趋肤深度为 例例 4 证证明明均均匀匀平平面面电电磁磁波波在在良良导导体体中中传传播播时时，每每波长内场强的衰减约为波长内
6、场强的衰减约为55dB。 证：证： 良导体中衰减常数和相移常数相等。良导体中衰减常数和相移常数相等。 因因为为良良导导体体满满足足条条件件 ， 所所以以，相相移移常常数数=衰减常数衰减常数 。 设均匀平面电磁波的电场强度矢量为设均匀平面电磁波的电场强度矢量为 那么那么z=处的电场强度与处的电场强度与z=0处的电场强度振幅比为处的电场强度振幅比为 即即 例例 6-5 已已知知海海水水的的电电磁磁参参量量=51m，r=1, r=81， 作作为为良良导导体体欲欲使使90以以上上的的电电磁磁能能量量(仅仅靠靠海海水水表表面面下下部部)进进入入1 m以下的深度，电磁波的频率应如何选择。以下的深度，电磁波的频率应如何选择。 解解：对对于于所所给给海海水水，当当其其视视为为良良导导体体时时，其其中中传传播播的的均均匀匀平面电磁波平面电磁波为为 式中良导体海水的波阻抗为式中良导体海水的波阻抗为 因此沿因此沿+z方向进入海水的平均电磁功率流密度为方向进入海水的平均电磁功率流密度为 故海水表面下部故海水表面下部z=l处的平均电磁功率流密度与海处的平均电磁功率流密度与海水表面下部水表面下部z=0处的平均电磁功率流密度之比为处的平均电磁功率流密度之比为 依题意 考虑到良导体中衰减常数与相移常数有如下关系：考虑到良导体中衰减常数与相移常数有如下关系： 从而
