物理2010(1)电动4-3.ppt

《物理2010(1)电动4-3.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理2010(1)电动4-3.ppt（46页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、本章内容目录4.3有导体存在时电磁波的传播有导体存在时电磁波的传播4.4电磁波在波导中的传播电磁波在波导中的传播4.1平面单色电磁波平面单色电磁波4.2平面单色电磁波在介质界面上的反射和折射平面单色电磁波在介质界面上的反射和折射有有良导体存在良导体存在时时电磁波的传播电磁波的传播第四章第三节第四章第三节u真真真真空空空空或或或或绝绝绝绝缘缘缘缘介介介介质质质质中中中中电电电电磁磁磁磁波波波波传传传传播播播播可可可可视视视视为为为为无无无无能能能能量量量量损损损损耗耗耗耗，电磁波无衰减；电磁波无衰减；电磁波无衰减；电磁波无衰减；u电电电电磁磁磁磁波波波波遇遇遇遇到到到到导导导导体体体体，导导导导

2、体体体体内内内内自自自自由由由由电电电电子子子子在在在在电电电电场场场场的的的的作作作作用用用用下下下下运运运运动动动动，形形形形成成成成传传传传导导导导电电电电流流流流，而而而而传传传传导导导导电电电电流流流流产产产产生生生生焦焦焦焦耳耳耳耳热热热热，使使使使电电电电磁磁磁磁波波波波的的的的能能能能量量量量不不不不断断断断损损损损耗耗耗耗，因因因因此此此此在在在在导导导导体体体体内内内内部部部部电电电电磁磁磁磁波波波波是是是是一一一一种种种种衰减波；衰减波；衰减波；衰减波；u在在在在导导导导体体体体中中中中，交交交交变变变变电电电电磁磁磁磁场场场场与与与与自自自自由由由由电电电电子子子子运运

3、运运动动动动相相相相互互互互作作作作用用用用，使使使使导导导导体体体体中中中中电电电电磁磁磁磁波波波波传传传传播播播播不不不不同同同同于于于于真真真真空空空空或或或或介介介介质质质质中中中中电电电电磁磁磁磁波波波波的的的的传传传传播形式。播形式。播形式。播形式。引引 言言本节将本节将本节将本节将采用绝缘介质中平面单色电磁波的研究思路采用绝缘介质中平面单色电磁波的研究思路采用绝缘介质中平面单色电磁波的研究思路采用绝缘介质中平面单色电磁波的研究思路研究有良导体存在时电磁波的传播研究有良导体存在时电磁波的传播研究有良导体存在时电磁波的传播研究有良导体存在时电磁波的传播4.1 平面单色电磁波平面单色电

4、磁波讨论了无界空间，绝缘介质中讨论了无界空间，绝缘介质中平面单色电磁波传播的主要特性平面单色电磁波传播的主要特性绝缘介质中的平面单色电磁波的研究思路绝缘介质中的平面单色电磁波的研究思路绝缘介质中的平面单色电磁波的研究思路绝缘介质中的平面单色电磁波的研究思路单色波在绝缘介质中麦氏方程组单色波在绝缘介质中麦氏方程组单色波在绝缘介质中麦氏方程组单色波在绝缘介质中麦氏方程组单色波在单色波在单色波在单色波在绝缘介质绝缘介质绝缘介质绝缘介质中的中的中的中的亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程 得到得到得到得到绝缘介质中绝缘介质中绝缘介质中绝缘介质中平面单色电磁波的平面单色电磁波的平面单色电磁波

5、的平面单色电磁波的表示表示表示表示分析分析分析分析得到得到得到得到绝缘介质中绝缘介质中绝缘介质中绝缘介质中平面单色电磁波的平面单色电磁波的平面单色电磁波的平面单色电磁波的传播特点传播特点传播特点传播特点 绝缘介质中绝缘介质中绝缘介质中绝缘介质中定态波的麦氏方程定态波的麦氏方程定态波的麦氏方程定态波的麦氏方程 亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示振幅振幅振幅振幅相位相位相位相位c)c)，振幅比为波振幅比为波振幅比为波振幅比为波(相）速相）速相）速相）速b)与与 同相位，都为：同相位，都为：绝缘介质中绝缘介

6、质中平面电磁波传播的主要特性平面电磁波传播的主要特性d)（a）良导体内的电磁波的研究思路良导体内的电磁波的研究思路良导体内的电磁波的研究思路良导体内的电磁波的研究思路良导体中麦氏方程组良导体中麦氏方程组良导体中麦氏方程组良导体中麦氏方程组类比类比类比类比得出单色电磁波在得出单色电磁波在得出单色电磁波在得出单色电磁波在良导体良导体良导体良导体中的中的中的中的亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程 类比类比类比类比得到得到得到得到良导体中良导体中良导体中良导体中平面单色电磁波的平面单色电磁波的平面单色电磁波的平面单色电磁波的表示表示表示表示分析分析分析分析得到得到得到得到良导体中良导体中

7、良导体中良导体中平面单色电磁波的平面单色电磁波的平面单色电磁波的平面单色电磁波的传播特点传播特点传播特点传播特点本节将本节将本节将本节将采用绝缘介质中平面单色电磁波的研究思路采用绝缘介质中平面单色电磁波的研究思路采用绝缘介质中平面单色电磁波的研究思路采用绝缘介质中平面单色电磁波的研究思路研究有良导体存在时电磁波的传播研究有良导体存在时电磁波的传播研究有良导体存在时电磁波的传播研究有良导体存在时电磁波的传播良导体中麦克良导体中麦克良导体中麦克良导体中麦克斯韦方程组斯韦方程组斯韦方程组斯韦方程组类比类比类比类比得出单色电得出单色电得出单色电得出单色电磁波在磁波在磁波在磁波在良良良良导体中导体中导体

8、中导体中的亥姆霍兹方程的亥姆霍兹方程的亥姆霍兹方程的亥姆霍兹方程 类比类比类比类比得到良导体得到良导体得到良导体得到良导体中中中中平面单色电磁平面单色电磁平面单色电磁平面单色电磁波的表示波的表示波的表示波的表示本节研究具体内容本节研究具体内容根据导体内电荷根据导体内电荷根据导体内电荷根据导体内电荷,电流分布电流分布电流分布电流分布特点得到特点得到特点得到特点得到良导体中良导体中良导体中良导体中麦克斯麦克斯麦克斯麦克斯韦方程组的特殊形式韦方程组的特殊形式韦方程组的特殊形式韦方程组的特殊形式 类比类比类比类比绝缘介质中的麦克斯韦方程绝缘介质中的麦克斯韦方程绝缘介质中的麦克斯韦方程绝缘介质中的麦克斯

9、韦方程 引入引入引入引入复介复介复介复介电电电电常数常数常数常数得到得到得到得到与与与与绝缘绝缘绝缘绝缘介介介介质质质质中的麦克中的麦克中的麦克中的麦克斯斯斯斯韦韦韦韦形式相似的形式相似的形式相似的形式相似的良良良良导导导导体中体中体中体中麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦方程方程方程方程分析分析分析分析得到良导体中得到良导体中得到良导体中得到良导体中电磁波的电磁波的电磁波的电磁波的传播特点传播特点传播特点传播特点一导体内的一导体内的一导体内的一导体内的自由电荷分布自由电荷分布自由电荷分布自由电荷分布 二、良二、良二、良二、良导导导导体中体中体中体中麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦方程方程方程方

10、程组组组组三、良导体中的三、良导体中的三、良导体中的三、良导体中的亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程 四、良导体中四、良导体中四、良导体中四、良导体中平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示五、良导体中平面五、良导体中平面五、良导体中平面五、良导体中平面电磁波的传播特点电磁波的传播特点电磁波的传播特点电磁波的传播特点一导体内的自由电荷分布一导体内的自由电荷分布 1 1静电场中导体上的电荷分布静电场中导体上的电荷分布静电场中导体上的电荷分布静电场中导体上的电荷分布电电电电荷荷荷荷仅仅仅仅分分分分布布布布在在在在表表表表面面面面上上上上，导导导

11、导体体体体内内内内部部部部无电荷无电荷无电荷无电荷;2 2变化场情况下的电荷分布变化场情况下的电荷分布变化场情况下的电荷分布变化场情况下的电荷分布在在在在变变变变化化化化电电电电磁磁磁磁场场场场中中中中，导导导导体体体体不不不不再再再再处处处处于于于于静静静静电电电电平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态，必必必必然然然然有有有有体体体体电电电电荷荷荷荷分分分分布布布布 ，分分分分布布布布随随随随时时时时间间间间变变变变化化化化形形形形成成成成电电电电流流流流，产产产产生生生生附附附附加加加加变变变变化化化化电磁场，形成导体内总电磁场分布，又影响电磁场，形成导体内总电磁场分布，又影响电磁场，形成导体

12、内总电磁场分布，又影响电磁场，形成导体内总电磁场分布，又影响 。u定性分析定性分析:u定量规律定量规律:如果在导体内存在电荷，它激发电场，由如果在导体内存在电荷，它激发电场，由 Maxwell 方程，方程，电场导致导体中出现电流，有：电场导致导体中出现电流，有：导体中电荷（分布）满足的方程，导体中电荷（分布）满足的方程，导体中电荷（分布）满足的方程，导体中电荷（分布）满足的方程，可可可可由电荷守恒定律得：由电荷守恒定律得：由电荷守恒定律得：由电荷守恒定律得：u定量规律定量规律:衰减的特征时间衰减的特征时间 :可知可知,在线性均匀导体内在线性均匀导体内,若若起初时刻某处有自由电荷积起初时刻某处有

13、自由电荷积累累,其密度将按指数规律衰减其密度将按指数规律衰减u讨论讨论:理想导体电导率无穷大理想导体电导率无穷大理想导体电导率无穷大理想导体电导率无穷大，衰减时间趋于零，所以任意频，衰减时间趋于零，所以任意频，衰减时间趋于零，所以任意频，衰减时间趋于零，所以任意频率电磁波进入率电磁波进入率电磁波进入率电磁波进入理想导体，其内部无电荷分布。理想导体，其内部无电荷分布。理想导体，其内部无电荷分布。理想导体，其内部无电荷分布。对实际导体，若电场变化周期满足对实际导体，若电场变化周期满足对实际导体，若电场变化周期满足对实际导体，若电场变化周期满足 电磁波来不及变化一周，电荷已经衰减到原来的电磁波来不及

14、变化一周，电荷已经衰减到原来的电磁波来不及变化一周，电荷已经衰减到原来的电磁波来不及变化一周，电荷已经衰减到原来的 ，电磁波，电磁波，电磁波，电磁波的变化远小于电荷的衰减速度的变化远小于电荷的衰减速度的变化远小于电荷的衰减速度的变化远小于电荷的衰减速度 即即即即可近似认为内部无电荷分布，这样的导体可近似认为内部无电荷分布，这样的导体可近似认为内部无电荷分布，这样的导体可近似认为内部无电荷分布，这样的导体称为良导体称为良导体称为良导体称为良导体。良导体的条件良导体的条件良导体的条件良导体的条件一般金属一般金属一般金属一般金属 ，只要电磁波频率不是太高，只要电磁波频率不是太高，只要电磁波频率不是太

15、高，只要电磁波频率不是太高，均可视为良导体。均可视为良导体。均可视为良导体。均可视为良导体。一导体内的一导体内的一导体内的一导体内的自由电荷分布自由电荷分布自由电荷分布自由电荷分布 二、良二、良二、良二、良导导导导体中体中体中体中麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦方程方程方程方程组组组组三、良导体中的三、良导体中的三、良导体中的三、良导体中的亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程 四、良导体中四、良导体中四、良导体中四、良导体中平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示五、良导体中平面五、良导体中平面五、良导体中平面五、良导体中平面电磁波的传播特点

16、电磁波的传播特点电磁波的传播特点电磁波的传播特点二良导体内的麦克斯韦方程二良导体内的麦克斯韦方程二良导体内的麦克斯韦方程二良导体内的麦克斯韦方程u研究思路研究思路研究思路研究思路根据导体内电荷根据导体内电荷根据导体内电荷根据导体内电荷,电流分布特点得到电流分布特点得到电流分布特点得到电流分布特点得到良导体中良导体中良导体中良导体中麦克斯韦方程组的特殊形式麦克斯韦方程组的特殊形式麦克斯韦方程组的特殊形式麦克斯韦方程组的特殊形式 类比类比类比类比绝缘介质中的麦克斯韦方程绝缘介质中的麦克斯韦方程绝缘介质中的麦克斯韦方程绝缘介质中的麦克斯韦方程 引入引入引入引入复介复介复介复介电电电电常数常数常数常数

17、得到得到得到得到与与与与绝缘绝缘绝缘绝缘介介介介质质质质中的麦克斯中的麦克斯中的麦克斯中的麦克斯韦韦韦韦形式形式形式形式相似的相似的相似的相似的良良良良导导导导体中体中体中体中麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦方程方程方程方程良导体良导体良导体良导体内部的麦克斯韦方程组内部的麦克斯韦方程组内部的麦克斯韦方程组内部的麦克斯韦方程组 对一定频率对一定频率对一定频率对一定频率的的的的单色波，单色波，单色波，单色波，对照对照对照对照绝缘介质中定态波的麦氏方程绝缘介质中定态波的麦氏方程绝缘介质中定态波的麦氏方程绝缘介质中定态波的麦氏方程 与导体中相比仅少了与导体中相比仅少了 一项。一项。与介质中相比仅多了

18、与介质中相比仅多了 一项。一项。将将将将良导体中良导体中良导体中良导体中的麦克斯韦方程组的麦克斯韦方程组的麦克斯韦方程组的麦克斯韦方程组化为与绝缘介质化为与绝缘介质化为与绝缘介质化为与绝缘介质中定态波的麦克斯韦方程组中定态波的麦克斯韦方程组中定态波的麦克斯韦方程组中定态波的麦克斯韦方程组相同的形式相同的形式相同的形式相同的形式引入复介电常数引入复介电常数引入复介电常数引入复介电常数良导体中的麦克斯韦方程组变形为良导体中的麦克斯韦方程组变形为良导体中的麦克斯韦方程组变形为良导体中的麦克斯韦方程组变形为 与绝缘介质中定态波的麦克斯韦方程组具有相同的形式与绝缘介质中定态波的麦克斯韦方程组具有相同的形

19、式与绝缘介质中定态波的麦克斯韦方程组具有相同的形式与绝缘介质中定态波的麦克斯韦方程组具有相同的形式一导体内的一导体内的一导体内的一导体内的自由电荷分布自由电荷分布自由电荷分布自由电荷分布 二、良二、良二、良二、良导导导导体中体中体中体中麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦方程方程方程方程组组组组三、良导体中的三、良导体中的三、良导体中的三、良导体中的亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程 四、良导体中四、良导体中四、良导体中四、良导体中平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示五、良导体中平面五、良导体中平面五、良导体中平面五、良导体中平面电磁波的传

20、播特点电磁波的传播特点电磁波的传播特点电磁波的传播特点三、良导体中的三、良导体中的三、良导体中的三、良导体中的亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程 良导体中麦克良导体中麦克良导体中麦克良导体中麦克斯韦方程组斯韦方程组斯韦方程组斯韦方程组类比类比类比类比得出得出得出得出良良良良导体中的亥姆霍兹方程导体中的亥姆霍兹方程导体中的亥姆霍兹方程导体中的亥姆霍兹方程 定态情况下电磁场定态情况下电磁场的基本方程的基本方程旋度方程旋度方程旋度方程旋度方程求旋度求旋度求旋度求旋度u回顾回顾回顾回顾绝缘介质中定态波的亥姆霍兹方程得出：绝缘介质中定态波的亥姆霍兹方程得出：绝缘介质中定态波的亥姆霍兹方程得

21、出：绝缘介质中定态波的亥姆霍兹方程得出：良导体中电磁场良导体中电磁场的基本方程的基本方程旋度方程旋度方程旋度方程旋度方程求旋度求旋度求旋度求旋度u类比得出类比得出良导体中的亥姆霍兹方程良导体中的亥姆霍兹方程一导体内的一导体内的一导体内的一导体内的自由电荷分布自由电荷分布自由电荷分布自由电荷分布 二、良二、良二、良二、良导导导导体中体中体中体中麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦方程方程方程方程组组组组三、良导体中的三、良导体中的三、良导体中的三、良导体中的亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程 四、良导体中四、良导体中四、良导体中四、良导体中平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示平面单

22、色电磁波的表示平面单色电磁波的表示五、良导体中平面五、良导体中平面五、良导体中平面五、良导体中平面电磁波的传播特点电磁波的传播特点电磁波的传播特点电磁波的传播特点四、良导体中四、良导体中四、良导体中四、良导体中平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示类比类比类比类比绝缘介质中平面单色电磁波的表示绝缘介质中平面单色电磁波的表示绝缘介质中平面单色电磁波的表示绝缘介质中平面单色电磁波的表示 良导体中良导体中良导体中良导体中平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示uu绝缘介质中定态波的亥姆霍兹方程绝缘介质中定态波的亥姆霍兹

23、方程绝缘介质中定态波的亥姆霍兹方程绝缘介质中定态波的亥姆霍兹方程对比对比对比对比:在绝缘介质中的单色平面波解为在绝缘介质中的单色平面波解为在绝缘介质中的单色平面波解为在绝缘介质中的单色平面波解为:复数表示复数表示复数表示复数表示:三角函数表示三角函数表示三角函数表示三角函数表示:良导体中的单色平面波解良导体中的单色平面波解良导体中的单色平面波解良导体中的单色平面波解复数表示复数表示复数表示复数表示:三角函数表示三角函数表示三角函数表示三角函数表示:振幅振幅振幅振幅相位相位相位相位相位相位相位相位振幅振幅振幅振幅,相位相位相位相位等相位面等相位面等振幅面等振幅面（1 1）平面电磁波垂直入射）平面

24、电磁波垂直入射）平面电磁波垂直入射）平面电磁波垂直入射？真空真空真空真空导体导体导体导体由（由（由（由（1 1）、（）、（）、（）、（2 2）式联立求解可得）式联立求解可得）式联立求解可得）式联立求解可得:（2 2）平面波从空间中）平面波从空间中）平面波从空间中）平面波从空间中斜入射斜入射斜入射斜入射到导体表面到导体表面到导体表面到导体表面当电磁波从真空入射到导体时当电磁波从真空入射到导体时,设入射面为设入射面为x0z面面,z轴为指向导体内部的法向轴为指向导体内部的法向设空间中入射波矢为设空间中入射波矢为k(0),由由 在在斜入射斜入射斜入射斜入射情况下，导体内电磁波情况下，导体内电磁波的的衰

25、减方向与传播方向不一致衰减方向与传播方向不一致衰减方向与传播方向不一致衰减方向与传播方向不一致 可证明：当平面波从介质可证明：当平面波从介质斜入射斜入射斜入射斜入射到良导体表面也有：到良导体表面也有：总结：总结：无论是正入射还是斜入射，对于无论是正入射还是斜入射，对于无论是正入射还是斜入射，对于无论是正入射还是斜入射，对于透入良导体内的电磁波透入良导体内的电磁波透入良导体内的电磁波透入良导体内的电磁波均有：均有：均有：均有：良导体内平面电磁波解：良导体内平面电磁波解：良导体内平面电磁波解：良导体内平面电磁波解：对于良导体，对于良导体，对于良导体，对于良导体，无论电磁波无论电磁波无论电磁波无论电

26、磁波正、斜入射，均有：正、斜入射，均有：正、斜入射，均有：正、斜入射，均有：所以所以所以所以良导体内良导体内良导体内良导体内单色平面电磁波解为单色平面电磁波解为单色平面电磁波解为单色平面电磁波解为:一导体内的一导体内的一导体内的一导体内的自由电荷分布自由电荷分布自由电荷分布自由电荷分布 二、良二、良二、良二、良导导导导体中体中体中体中麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦方程方程方程方程组组组组三、良导体中的三、良导体中的三、良导体中的三、良导体中的亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程 四、良导体中四、良导体中四、良导体中四、良导体中平面单色电磁波的表示平面单色电磁波的表示平面单色电磁波

27、的表示平面单色电磁波的表示五、良导体中平面五、良导体中平面五、良导体中平面五、良导体中平面电磁波的传播特点电磁波的传播特点电磁波的传播特点电磁波的传播特点五、良导体内电磁波的特点五、良导体内电磁波的特点五、良导体内电磁波的特点五、良导体内电磁波的特点1 1穿透深度和趋肤效应穿透深度和趋肤效应穿透深度和趋肤效应穿透深度和趋肤效应 电磁波进入导体，电磁波的振幅按指数规律随电磁波电磁波进入导体，电磁波的振幅按指数规律随电磁波电磁波进入导体，电磁波的振幅按指数规律随电磁波电磁波进入导体，电磁波的振幅按指数规律随电磁波进入导体深度的增加而衰减进入导体深度的增加而衰减进入导体深度的增加而衰减进入导体深度的

28、增加而衰减穿透深度：穿透深度：穿透深度：穿透深度：指从界面算起，指从界面算起，导导体内体内电电磁波振幅降至原磁波振幅降至原值值的厚度。的厚度。对于良导体：对于良导体：对于良导体：对于良导体：定义全反射透入深度定义全反射透入深度定义全反射透入深度定义全反射透入深度d d：从界面开始从界面开始,振幅衰减到原来振幅衰减到原来的深度，的深度，称为穿透深度称为穿透深度称为穿透深度称为穿透深度全反射中的折射波，它沿全反射中的折射波，它沿x轴方向传播，轴方向传播，且且沿沿z 轴指数衰减轴指数衰减 透射到介质透射到介质透射到介质透射到介质2 2中的薄层厚度与电磁波波长数量级。中的薄层厚度与电磁波波长数量级。中

29、的薄层厚度与电磁波波长数量级。中的薄层厚度与电磁波波长数量级。随入射角减小，投入薄层厚度增大。随入射角减小，投入薄层厚度增大。随入射角减小，投入薄层厚度增大。随入射角减小，投入薄层厚度增大。对于良导体：对于良导体：对于良导体：对于良导体：趋肤效应：趋肤效应：趋肤效应：趋肤效应：对于良导体，高频电磁波，电磁场以及交频电流仅集中对于良导体，高频电磁波，电磁场以及交频电流仅集中对于良导体，高频电磁波，电磁场以及交频电流仅集中对于良导体，高频电磁波，电磁场以及交频电流仅集中在导体表面薄层内，这种现象称为趋肤效应。在导体表面薄层内，这种现象称为趋肤效应。在导体表面薄层内，这种现象称为趋肤效应。在导体表面

30、薄层内，这种现象称为趋肤效应。对一定材料对一定材料,越大越大越大越大,越小越小越小越小(2)(2)、良导体内的相速度、良导体内的相速度、良导体内的相速度、良导体内的相速度类比绝缘介质中类比绝缘介质中类比绝缘介质中类比绝缘介质中:良导体内的相速度良导体内的相速度良导体内的相速度良导体内的相速度远远小于绝缘介质远远小于绝缘介质远远小于绝缘介质远远小于绝缘介质中的相速度中的相速度中的相速度中的相速度分析良导体中分析良导体中分析良导体中分析良导体中:（3）良导体内磁场与电场的关系良导体内磁场与电场的关系良导体内的电场良导体内的电场良导体内的磁场良导体内的磁场 =?=?对于良导体对于良导体对于良导体对于

31、良导体电场与磁场有电场与磁场有 的相位差。的相位差。u 类比绝缘介质中电场和磁场的关系类比绝缘介质中电场和磁场的关系类比绝缘介质中电场和磁场的关系类比绝缘介质中电场和磁场的关系在真空和介质中，在真空和介质中，在真空和介质中，在真空和介质中，电场和磁场具有相同的能量。电场和磁场具有相同的能量。电场和磁场具有相同的能量。电场和磁场具有相同的能量。在金属导体中在金属导体中在金属导体中在金属导体中,相对真空和介质来说相对真空和介质来说相对真空和介质来说相对真空和介质来说,磁场比电场重要磁场比电场重要磁场比电场重要磁场比电场重要,金属内的电磁波能量主要是磁场能量金属内的电磁波能量主要是磁场能量金属内的电

32、磁波能量主要是磁场能量金属内的电磁波能量主要是磁场能量.振幅比：振幅比：振幅比：振幅比：三导体表面上的反射三导体表面上的反射 讨讨讨讨论论论论真真真真空空空空正正正正入入入入射射射射且且且且入入入入射射射射波波波波为为为为S S S S波波波波情情情情况况况况:导体导体导体导体真空真空真空真空反射系数反射系数R为为:反射系数为反射系数为反射系数为反射系数为:可见可见可见可见:越大越大,R越大越大 理想导体的反射系数为理想导体的反射系数为理想导体的反射系数为理想导体的反射系数为1 1，即即即即理理理理想想想想导导导导体体体体内内内内部部部部没没没没有有有有电电电电磁磁磁磁波波波波，这这这这就就就

33、就是是是是理理理理想想想想导导导导体体体体对对对对电电电电磁磁磁磁波的屏蔽作用。所以，理想导体表面是电磁场的边界波的屏蔽作用。所以，理想导体表面是电磁场的边界波的屏蔽作用。所以，理想导体表面是电磁场的边界波的屏蔽作用。所以，理想导体表面是电磁场的边界反射系数为反射系数为反射系数为反射系数为:一定一定,越小越小(越长越长),R越大越大对于微波或无线电波，频率很小，一般金属均可近似对于微波或无线电波，频率很小，一般金属均可近似看做理想导体，电磁波将全部反射看做理想导体，电磁波将全部反射（如微波炉）（如微波炉）（如微波炉）（如微波炉）。对对微波或无线电波微波或无线电波 ,波长较长波长较长,金属导体金

34、属导体R1.图图图图1 1 简易型微波炉简易型微波炉简易型微波炉简易型微波炉 物理图象：物理图象：物理图象：物理图象：uu电磁波投射到导体表面上，只能透入导体表面薄层。电磁波投射到导体表面上，只能透入导体表面薄层。电磁波投射到导体表面上，只能透入导体表面薄层。电磁波投射到导体表面上，只能透入导体表面薄层。薄层厚度与薄层厚度与薄层厚度与薄层厚度与 、有关。有关。有关。有关。uu越大或越大或越大或越大或 越大，厚度越小。越大，厚度越小。越大，厚度越小。越大，厚度越小。uu在导体内，电磁波与自由电荷作用，引起传导电流，在导体内，电磁波与自由电荷作用，引起传导电流，在导体内，电磁波与自由电荷作用，引起

35、传导电流，在导体内，电磁波与自由电荷作用，引起传导电流，这种电流使电磁波向空间发射（激发的电磁波）。这种电流使电磁波向空间发射（激发的电磁波）。这种电流使电磁波向空间发射（激发的电磁波）。这种电流使电磁波向空间发射（激发的电磁波）。uu但同时，对于实际导体，会有焦耳热产生，使得电磁但同时，对于实际导体，会有焦耳热产生，使得电磁但同时，对于实际导体，会有焦耳热产生，使得电磁但同时，对于实际导体，会有焦耳热产生，使得电磁波能量部分耗散（导体吸收波能量部分耗散（导体吸收波能量部分耗散（导体吸收波能量部分耗散（导体吸收“很小很小很小很小”部分电磁波能量）。部分电磁波能量）。部分电磁波能量）。部分电磁波能量）。有导体存在时电磁波的传播有导体存在时电磁波的传播