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毛明编著 4 3有导体时的电磁波的传播p 150 导体中的自由电荷分布 衰减电磁波 良导体内的电磁场 良导体面的反射 要求 1理解复电容率的意义2深刻理解趋肤效应和良导体的反射系数作业 p 180 6 7 毛明编著 温故知新 对于时谐波 如果体电荷密度为零 问题会简单的多 时谐波 毛明编著 导体中的自由电荷分布 各向同性均匀导电媒质中 一旦出现体电荷 也是以极高的速度衰减 10 17 秒 若电磁波圆频率极小于1017 1 秒 体电荷分布是不可觉察的 一般金属 当前电磁波频率 10gHz 一般金属视为导体 体电荷分布不可觉察 1自由电荷分布 设电导率为 毛明编著 2复电容率 耗散功率密度 讨论确定频率的波 引入复电容率 导电媒质中的电磁场方程组可与理想介质比拟 理想介质中的解析表达式可以移植到导电介质中来 只要 复电容率的虚部对应传导电流密度 反映耗散 实部 对应位移电流 传导电流与位移电流的数值比的大小 1 1 1 0 反映介质的导电性 理想导体 良导体 半导体 绝缘介质 理想介质 介质的导电性 毛明编著 3复波数 导体中的亥姆霍兹方程 Kc称为复波数 用复波数替换亥姆霍兹方程中的波数 即得导体中的电磁波方程 导体中的电磁波问题 归结为复波数的亥姆霍兹方程 复波数 毛明编著 复波矢 导体中的衰减波 导体中的波矢量是复矢量 虚部反映电磁波是衰减的 衰减矢量的大小 为衰减系数 实部为传播矢量 它的的大小 称谓为传播系数 衰减方向和传播方向一般是不同向的 由边值关系可以解出 衰减 毛明编著 1边值关系 电磁波进入导体因衰减而不能深入 导体由自由电荷激起面电流 导体面引起电磁波的反射 是边值问题 为简单起见 考虑垂直进入导体 垂直进入导体 kx 0 毛明编著 2求解传播系数和衰减系数 由边值关系解得 处理中 用kx 0 毛明编著 3趋肤效应 穿透深度 波幅衰减至原值的1 e的传播距离 频率愈高穿透深度愈小这就是趋肤效应 良导体如铜 5 107 50Hz时 0 9cm 100MHz时 0 7 10 3cm 毛明编著 良导体内的电磁场 磁场位相比电场位相滞后 4 良导体中 磁场远比电场重要 金属中电磁场的能量主要是磁能形式 用E表示H 毛明编著 良导体面的反射 得到反射波与入射波的电场强度比 毛明编著 1反射系数 反射系数的定义 反射能流与入射能流之比 电导率愈大 反射系数愈近于1 波长较长的微波或无线电波 反射系数近于1 对于微波或无线电波 金属可视为理想导体 毛明编著 2透射系数 与频率相关 波长较长的微波或无线电波 反射系数近于1 任意入射角的情况 衰减方向垂直于表面 传播方向也接近法线
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