海南大学《电磁场与电磁波》总结new

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1、《电磁场与电磁波》总结一、填空（每空1分，共20分）1.亥姆霍斯定理根据亥姆霍斯定理，矢量处由矢量的散度和旋度以及边界条件所确定。2.某种媒质条件下的麦氏方程组写出均匀损耗媒质远场区的麦氏方程组EHEtHEtH0E0电磁波在损耗媒质传播过程中，沿传播方向振幅衰减，磁场相位滞后电场相位。各向同性线性媒质的本构关系为：DE、BH、JE3.垂直入射的基本结论理想导体边界垂直入射的主要电磁现象：EE,1,0rmim介质侧合成场为驻波，导体表面上合成电场最小，合成磁场最大，平均坡印廷矢量为零

2、，导体表面有感应的交变面电流分布。两层理想介质间垂直入射时反射系数、透射系数计算：2212,2121两层理想介质间垂直入射时，什么情况下Z=0边界上电场为最小？什么情况下Z=0处边界上电场最大？（结果有待讨论）时，00的正实数，z边界上，21EE(1)电场最大，imEimH(1)磁场最小1时，00的负实数，z边界上，21EE(1)电场最小，imEimH(1)磁场最大14.导体边界条件1/5《电磁场与电磁波》总结eDD理想导体表面上的电荷密度等于的法向分量nS0eBB0?理想导体表

3、面上的法向分量为n0eEE0?理想导体表面上的切向分量为neJHH理想导体表面上的电流密度等于的切向分量nS5.波的极化判断及接受关系电磁波的极化状态取决于Ex和Ey的振幅Exm、Eym和相位差φ＝φx－φy对于沿+z方向传播的均匀平面波：线极化：φ=0、±；φ=0，在1、3象限，φ=，在2、4象限圆极化：φ=±/2，Exm=Eym；取“＋”，右旋圆极化，取“－”，左旋圆极化右旋圆极化波：若φx－φy＝π/2，则电场矢端的旋转方向与电磁波传播方向成右手螺旋关系，称为右旋圆极化波左旋圆极化波：若φx－φy＝-π/2，则电场矢端的旋转方向与电磁波

4、传播方向成左手螺旋关系，称为左旋圆极化波椭圆极化：其它情况；φ＞0，右旋，φ＜0，左旋6.斜入射的基本结论（给出公式，说明条件）斜入射分析问题的关键是：*表达入射波，反射波与透射波的波场结构的同时，对场量做相应的分解。*基于分解利用两层理想介质边界条件上场量切线分量连续来整理反射系数和透射系数。斜入射的电磁现象之一：当（光密对光疏媒质斜入射）122且入射角临界角arcsiniC1透射波贴着表面存在理想介质磁导率为1条件下垂直极化斜入射的结论2/5《电磁场与电磁波》总结cossin2i21i2cossini21i2c

5、osi2cossini21i关心两个问题:1，需要什么条件？0，需要什么条件？二、简述题（每题5分，3题共15分)1.关于第四章坡印廷矢量的一些说明什么是坡印廷定理？什么是坡印廷矢量？坡印廷定理：表征电磁能量守恒关系的定理单位时间内，通过曲面S进入体积V的电磁能量等于体积V中所增加的电磁场能量与损耗的能量之和。坡印廷定理的推导过程，只考虑了焦耳热，如果考虑极化损耗和磁化损耗，还需进一步的修正。坡印廷矢量SEH表达的是瞬时功率，随时间而变化，不便作为指标测量，需要提出平均坡印廷矢量。坡印廷矢量（电磁能流密度矢量）1TS()EHdt

6、AVT0物理意义：传播方向上的有功功率时变场的能量守恒关系：坡印廷定理d11S(EH)dSV(EDHB)dVVVEJddt22两点补充：*穿入场域的电磁能量只与场域边界上电场、磁场的切线分量有关，认为电磁波能流的传播途径是介质层而非导体*损耗还应考虑极化损耗和磁化损耗3/5《电磁场与电磁波》总结2.矩形波导模式、主模的一些讨论a——宽边尺寸、b——窄边尺寸可以传播TM波和TE波，不能传播TEM波2mn222()()kab描述了矩形波导四种可能的工作状态：频率较低时，为实数，任何一个模式都处于截止状态，称为截止状态。一定的频率范围内，只有

7、一个模式的为虚数，成为传播模式，其他高次模式仍截止，称为单模传输。频率足够高时，多个模式同时传播，称为多模状态。m,n相同的TE模式与TM模式同时存在。称为简并在矩形波导中，TE10模的截止频率最低、截止波长最长。尺寸一定时，m,n模式越高，截止频率越大，TMmn模式中m,n不能为零，截止频率较高，TEmn模式中m,n可以取零，其中宽边a>窄边b，因此模式TE10是最低的模式。单模工作的区间为cac2aTE20TE10对于主模TE10模，电磁场分量复数形式为电场只在Y方向，磁场在XZ的水