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1、题目:平面波的求解与思考作者:班级:学号:籍贯特长:篮球摘要:由麦克斯韦的电磁场理论得,变化的电场产生变化的磁场,二变化的磁场又产生变化的电场,这样变化电场和变化磁场之间相互依赖,相互激发,交替产生,并以一定速度由近及远的在空间传播出去,这样就产生了电磁波。最为简单又最基本的电磁波为正弦均匀平面电磁波,这种电磁波的波阵面为平面,且波阵面内各点场强均相等,是随时间作正弦变化的。电磁波是指传播者的时变电磁波。因此电磁波一定满足由麦克斯韦方程导出的波动方程。本文主要从三个方面讨论均匀平面电磁波:理想介质中的均匀平面波、导电媒质中的平面波和平面波在不同媒质分界面上
2、的反射和折射问题。关键字:平面电磁波,磁场,麦克斯韦方程,介质,煤质,反射和折射Abstract:ByMaxwell'selectromagnetismfieldtheory,thechangeelectricfieldproducesthechangemagneticfield,twochange'smagneticfieldshavethechangeelectricfield,likethischangestheelectricfieldandchangesbetweenthemagneticfieldtheinterdependence,stimu
3、latesmutually,producesalternately,andbynearandfardisseminatesbycertainspeedinthespace,haslikethisproducedtheelectromagneticwave.Simplestmostbasicelectromagneticwaveforsineevenplaneelectromagneticwave,thiskindofelectromagneticwave'swavefrontisaplane,andinthewavefronteachfieldintens
4、ityisequal,ismakesthesinechangealongwiththetime.Theelectromagneticwavereferstodisseminator'stime-variableelectromagneticwave.ThereforetheelectromagneticwavesatisfiescertainlythewaveequationwhichderivesbytheMaxwellequation.Thisarticlemainlydiscussestheevenplaneelectromagneticwavefr
5、omthreeaspects:Inperfectdielectricuniformplanewave,conductingmediumplanewaveandplanewaveindifferentmediuminterfacereflectionandrefractionquestion.Keywords:Planeelectromagneticwave,magneticfield,Maxwellequation,medium,anthrax,reflectionandrefraction特别感谢:通过公开的讨论课,我学会了很多,学会了同学们间的协同合作
6、,学会了独立思考,学会了课外查找相关质料,丰富了课间和课外生活。感谢老师和学校为我们安排了公开讨论课。引言本文首先简单的介绍麦克斯韦方程,然后讨论理想介质、导电煤质中平面电磁波的特点及规律,最后求解平面波在不同媒质分界面上的反射和折射问题。1麦克斯韦方程1.1麦克斯韦方程组的积分形式麦克斯韦方程是电磁场的基本方程,是麦克斯韦在提出位移电流的假设下,全面总结电场产生磁场和磁场产生电场的现象后提出来的。麦克斯韦方程组的积分形式及其物理意义:(1.1.1)(1.1.2)(1.1.3)(1.1.4)上面四式组合在一起就是麦克斯韦方程组的积分形式。上述方程组中D和E
7、、J和E及B和H的关系,决定于媒质特性。对于各向同性媒质,则有:(1.1.5)麦克斯韦方程组描写了D、E、B和H几个场矢量之间的基本关系,因此它是研究和分析电磁场和电磁波的依据。方程组1.15作为对平面电磁波的分析和研究必不可少的理论依据。1.1.2麦克斯韦方程的微分形式麦克斯韦方程组的积分形式是讨论场中某一个区域内场矢量之间的关系的方程。在讨论实际问题时,经常需要知道场中某一点场矢量之间的关系,此时不能应用麦克斯韦方程组的积分形式求解,而必须采用麦克斯韦方程组的微分形式。将麦克斯韦方程组的积分形式转化为微分形式。下面我们采用矢量分析的方法进行讨论。应用矢
8、量分析中的散度定理,即(1.6)可将1.1.1和1.1.2分别变为