电磁场与电磁波.波的极化

1、电磁场与电磁波课件.波的极化第1页，共16页，2022年，5月20日，6点36分，星期五7.2 平面波的极化 在给定空间点或面上，电场强度矢量的取向随时间变化的特性。 波的极化 一般情况下，沿+z方向传播的均匀平面波，其中 电磁波的极化状态取决于Ex和Ey的振幅之间和相位之间的关系，分为：线极化、圆极化、椭圆极化。 极化的分类第2页，共16页，2022年，5月20日，6点36分，星期五 合成后（1） 线极化 取z=0 合成波电场大小随时间变化，但矢端轨迹在与x轴为的直线上。常数随时间变化第3页，共16页，2022年，5月20日，6点36分，星期五第4页，共16页，2022年，5月20日，6点3

2、6分，星期五合成后（2） 圆极化 令得常数随时间变化 特点：合成波电场的大小不随时间改变，但方向却随时间变 化，电场的矢端在一个圆上并以角速度 旋转。这 种极化方式称之为圆极化。第5页，共16页，2022年，5月20日，6点36分，星期五右旋圆极化波oExyxE Eya 右旋圆极化波：若y x-/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 若以右手的四指随E的矢端运动，姆指就指出了波的传播方向，表示的圆极化波称为右旋圆极化波。第6页，共16页，2022年，5月20日，6点36分，星期五左旋圆极化波oxEyxEyEa 左旋圆极化波：若y x /2，则电场矢端的旋转

3、方向与 电磁波传播方向成左手螺旋关系，称为左旋圆极化波第7页，共16页，2022年，5月20日，6点36分，星期五（3） 椭圆极化 若 和 振幅、相位都不相同。则合成波为椭圆极化波。 令得上式中消去t 得可以证明，椭圆的长轴与 轴的夹角为 椭圆极化的平面波xy合成电场的矢量箭头在一椭圆轨迹上旋转，因此我们称这种极化的波为椭圆极化波。第8页，共16页，2022年，5月20日，6点36分，星期五 图 椭圆极化波 当0时，x的相位超前y的相位， 它逆时针方向旋转称之为右旋椭圆极化波；当 0， y的相位超前x的相位， 它顺时针方向旋转，成为左旋椭圆极化波。第9页，共16页，2022年，5月20日，6点

4、36分，星期五 图 右旋椭圆极化波 第10页，共16页，2022年，5月20日，6点36分，星期五 合成波极化的小结 线极化： = 0、 ； = 0，在1、3象限， = ，在2、4象限 椭圆极化：其它情况； 0，右旋， 0，左旋 圆极化： = /2，Exm = Eym； 取“”，右旋圆极化，取“”，左旋圆极化 电磁波的极化状态取决于Ex和Ey的振幅Exm、Eym和相位差 y x 对于沿+ z 方向传播的均匀平面波：第11页，共16页，2022年，5月20日，6点36分，星期五例：将 方向的直线极化波分解为两个振幅相等但旋转方向相反的圆极化波的叠加形式。解：圆极化波的定义： 当 与 的振幅相等，

5、且 相位差为 时，合成电场 是圆极化波。设第12页，共16页，2022年，5月20日，6点36分，星期五则而右旋左旋分解完毕第13页，共16页，2022年，5月20日，6点36分，星期五 证明：设电磁波是沿方向z传播的，则左旋圆极化波和右旋圆极化波分别可表示为右旋圆极化波： 左旋圆极化波： 将两波相加得： 因此，该迭加波为一个线极化波。 例： 试证明等幅的左旋圆极化波及右旋圆极化波合成一个线极化波 第14页，共16页，2022年，5月20日，6点36分，星期五 例 说明下列均匀平面波的极化方式。( 1 )( 2 )( 3 ) ( 4 ) 解：（1） （2） （3） （4）左旋圆极化波右旋圆极化波线极化波左旋椭