1、7.3 导电媒质中的均匀平面波的特性,波在理想介质中传播的最大特点是没有损耗,所以理想介质又叫无耗媒质。 实际的媒质都是有耗媒质。当媒质的电导率0,在媒质中存在传导电流,形成焦耳损耗。,无源导电媒质中的麦氏第一方程,于是用前面理想介质中相同的方法,讨论导电媒质中的均匀平面波。,(无耗媒质 中的麦氏方程),1、导电媒质中的亥姆霍兹方程,是一复数,称为复波数,2 一维波动方程的均匀平面波解,设电场平行于x轴,且只是z的函数,即,将其代入上式可得,方程的解:,其中,第一项表示沿 +z 方向传播的波; 第一项表示沿 -z 方向传播的波。,电场和磁场的关系,得,又因为,导电媒质的本征波阻抗为复数, 定义
2、传播常数,称为衰减常数。称为相位常数。,入射波瞬时值:,只影响波的振幅,表示单位距离幅值的衰减程度,称为衰减常数,单位(Np/m或dB/m)。只影响波的相位,表示单位距离滞后的相位,称为相位常数, 单位是 rad/m。 由于和描述了波在传播时,波的衰减和相位滞后,所以描述了波的传播特性,我们称为传播常数。,(7-4-),由此可见,电场、磁场的振幅随 的增加将按指数规律 衰减。,导电媒质中平面电磁波的电磁场,导电媒质中的电磁场,理想介质中的电磁场,采用时间观察方式,取,T,o,x,E,3 导电媒质中均匀平面波的传播参数,(1)时间周期,时间相位变化 2的时间间隔,即:,频率 :,采用空间观察方式,可令 这时电场可表示为,o,x,E,(2)波长,波长:空间相位变化2时 的空间距离:,电磁波在导电媒质中传播时,其波长将变短。,(3)相速度,由,相速度与电磁波的频率有关,相速vp:电磁波的等相位面在空间移动的速度.,电磁波在导电媒质中传播时,其相速度将变慢。,则,故,(4)能流密度,则能流密度平均值为:,平均坡印廷矢量,4 导电媒质中均匀平面波的特性 (与理想介质相比),媒质的本征波阻抗为复数,电场与磁场相位不同,磁场滞后于电场 角;,在波的传播过程中,电磁场的振幅呈指数衰减;波的相速度不仅与媒质参数有关,而与频率有关 (有色散) 电场与磁场的能量密度不相等。,