Электромагнитные поля и волны. Витевский В.Б - 12 стр.

     5. Плоские однородные электромагнитные волны в безграничной
                                 однородной среде
      При изучении плоских волн необходимо помнить, что векторы Е и Н
плоской электромагнитной волны перпендикулярны, друг другу и изменя-
ются во времени и пространстве по гармоническим законам; в идеальном ди-
электрике волны не испытывают затухания. В реальной среде рас-
пространение волны всегда связано с затуханием. Необходимо знать вид
функций, описывающих волновые процессы вообще и плоские однородные
волны, в частности, и физический смысл входящих в них параметров, уметь
записать выражения для векторов плоской электромагнитной волны в раз-
личных средах – мгновенные значения и комплексные амплитуды. По задан-
ным функциям необходимо определять характер волн и их основные характе-
ристики. Обратите внимание на то, что параметры волны в среде без потерь
не зависят от частоты, а в среде с проводимостью – зависят. Зависимость па-
раметров волны от частоты называется дисперсией. Запомните определение
фазовой скорости, коэффициента фазы и ослабления, скорости переноса энер-
гии, характеристического сопротивления среды.
      Рассматриваются различные виды поляризации волн. Следует ра-
зобраться в том, как можно волны с одним видом поляризации представить
суперпозицией волн с поляризацией другого вида.
      В данном разделе рассматриваются явления, возникающие при падении
волны на плоскую границу раздела двух сред. Особое внимание следует об-
ратить на метод определения векторов поля в обеих средах. В одной из сред
результирующее поле представляет собой суперпозицию падающей и отра-
женной волн, в другой среде – преломленную волну. Векторы поля падаю-
щей, отражённой и преломлённой волн находятся из решения уравнений об-
щего вида для векторов Е и Н с учетом граничных условий для касательных
составляющих Е и Н. Следует знать точные определения понятий коэффици-
ентов отражения и прохождения, законы Снеллиуса; условия, необходимые
для полного прохождения волны через границу раздела, или полного отраже-
ния от неё, и для возникновения волны, направляемой границей раздела. Надо
отчетливо представлять смысл приближенных граничных условий Леонтови-
ча-Щукина, используемых при анализе явлений на границе с оптически очень
плотной средой.
      Вопросы для самопроверки:
      1. Определение однородной плоской волны. Выражение для векторов Е
и Н этой волны.
      2. Напишите выражение для фазовой скорости, длины волны, волнового
числа, комплексного вектора Пойнтинга и характеристического соп-
ротивления в среде с потерями и без потерь.
      3. Коэффициент фазы и коэффициент затухания; фазовая скорость в сре-
де с малыми и большими потерями.
      4. Определение линейно поляризованной волны и плоскости поля-
ризации.
                                      12