Плоская электромагнитная волна в проводящей среде
В проводящей среде (при пренебрежении токами смещения) электромагнитное поле характеризуется следующей системой уравнений:
Пусть плоская электромагнитная волна, распространяющаяся в диэлектрике, подходит нормально к плоской поверхности, являющейся границей проводящей среды (рис. 5.1). Полагая, что величины напряженностей полей не имеют составляющих, не зависящих от времени, а также учитывая то, что в плоской волне они являются функцией только одной координаты z (при данном расположении осей), последние уравнения можно переписать в следующем виде:
(5.1)
Рассмотрим случай, когда напряженности электрического и магнитного полей изменяются во времени по закону:
С учетом этого, уравнения (5.1) можно представить в комплексной форме:
(5.2)
Здесь - комплексные амплитуды напряженности магнитного и электрического полей.
Дифференцируя первое уравнение по z и используя второе, находим:
Решая данное дифференциальное уравнение, получаем:
, (5.3)
где
Так как то, вводя обозначение получаем:
Постоянная интегрирования А2 определяется исходя из физических соображений и равна нулю, поскольку поле должно затухать при увеличении координаты z до бесконечности.
Таким образом,
Постоянная А1 получается из условия, что на поверхности проводящей среды (z = 0) напряженность магнитного поля известна:
.
С учетом этого, решение можно записать в следующем виде:
или
Используя уравнения (5.2), найдем выражение для определения напряженности электрического поля
(5.4)
или
Волновое сопротивление определяется как отношение комплексных амплитуд напряженности электрического поля к напряженности магнитного поля и оказывается комплексной величиной
(5.5)
Дата добавления: 2016-07-18; просмотров: 1830;