平面电磁波性质的推导与讨论

简洁推导平面电磁波的基本关系式并由此讨论平面电磁波的性质．     

平面横电磁波模的初值问题

经典理论所描述的电场和磁场处处同相的平面电磁波模并不存在.Maxwell方程组的解依赖于 电磁场的初始值或边界条件,根据不同的初始条件解得的平面电磁波模是不同的.结果表明 ,平面电磁波是横波,在不同的位置,由变化的电场激发的磁场或由变化的磁场激发的电场 振幅不同,电场与磁场的相位差也不同. 关键词： Maxwell方程组 最优微分方程 初始条件 平面电磁波     

平面电磁波基本性质的简易推导

本文借助于薄片电磁场传播的简单分析，推导出平面电磁波的基本性质．这是一种不用微积分演算推导平面电磁波性质的简易方法，其特点是：物理图象清楚，不仅直观、简单，而且推理严密．根据叠加原理，用本文方法可以严格地证明平面电磁波的四个基本性质，因此推导具有普遍意义．本讲法节省讲授时间，易为初学者接受．     

运动介质中电磁波的能流密度

利用电磁场变换,讨论了运动介质中一列平面单色电磁波的能流密度给出超光速情形下电磁波及介质的性质。结果表明,随着介质运动速度的增加,电磁波能流密度方向可发生突变。     

平面电磁波在各向异性周期介质中的传输特性研究

将平面电磁波在一维介电各向同性周期介质中的传输矩阵问题扩展至一维介电各向异性周期介质,并得到了平面电磁波在此类介质中的传输矩阵.此矩阵的推导主要基于麦克斯韦方程组和电磁波在介质交界面的连续性条件,即电磁波在介质交界面的切向电场和磁场分量连续.通过此矩阵的推导可以加深学生对"电磁场与电磁波"这门课程的理解.此矩阵也是获得电磁波在一维介电各向异性周期介质中的场分布特性,色散关系和表面模式性质的基础.因此,此传输矩阵对科研和教学都有重要意义.     

介质分界面上电磁波传播特性的一个理论问题研究

本文对平面电磁波在不同介质分界面传播时其能流关系出现形式上的不平衡现象作了介绍。指出，采用平面电磁波来研究其在界面上的传播特性时必然会引起一种虚波流。对引起此波的原因及其对能流分配不平衡现象的影响作了讨论，并与入射电磁波口径为有限宽度波束的情况作了比较。     

弹性波和电磁波的多普勒效应

利用时空坐标变换和博里叶变换方法，导出了平面弹性波和电磁波的多普勒效应．指出电磁波的多普勒效应与电磁波的相位不变性原理是一致的；对于弹性波，相位不变性原理只在某些特殊情况下成立．     

均匀平面电磁波极化的应用研究

极化是电磁波的重要特性,在卫星广播、无线通信、雷达、航空航天遥感等领域中有着广泛的应用.本文分析了均匀平面电磁波极化的成因,呈现了极化的物理图像,讨论了电磁波极化的一些实际应用.     

磁化等离子体对平面电磁波吸收特性的数值研究与全波仿真

研究了平面电磁波在磁化、稳定、二维、非均匀等离子体中的传播特性;采用等效输入阻抗方法计算非均匀磁化等离子体层对不同模式入射电磁波的功率吸收情况。结果表明,电子数密度、碰撞频率和外磁场大小是等离子体对电磁波功率吸收的主要影响因素。采用等效介电常数的方法模拟等离子体特性,代入有限元软件进行平面电磁波入射等离子体仿真,得到了非寻常波与右旋极化波的吸收特性。根据数值计算和全波仿真结果可知,当等离子体密度为1017 m-3、碰撞频率2.5 GHz、外加磁场的磁感应强度为0.15 T时,磁化等离子体对电磁波有强烈的吸收特性。     

平面电磁波对导体的辐射压强

当单色平面电磁波垂直入射到可导电的平面镜上时,理论分析了电磁波给平面镜施加的安培力作用以及由此产生的辐射压强.并得到了辐射压强的具体表达式.     

外加磁场微波等离子体喷流对平面电磁波衰减的实验研究

采用空间透射波测量方法,实验研究透波密闭石英玻璃容器内等离子体喷流对垂直和水平极化电磁波的衰减,在有和无外加磁场条件下分析实验参数对等离子吸波效应的影响,分析等离子体的吸波机理.实验结果表明在非磁和本实验条件下,平面电磁波在等离子体中的衰减机理为碰撞吸收;在有磁和本实验条件下,平面电磁波在磁等离子体中的衰减机理同样为碰撞吸收,但是外加磁场的存在有限地改善了等离子体的吸波效应.为了使磁等离子体最有效地吸收电磁波,应该提高磁场感应强度,把高频混杂频率提高到测试微波频率范围内,或降低微波测试频率至本实验中的高混 关键词： 等离子体相互作用 电磁波 电磁波在等离子体中的传输     

电磁波在左手材料中传播的数值仿真

借助MATLAB数值模拟了平面电磁波在左手材料介质中的传播,形象生动地展现了电磁波穿过异性介质时电场强度随着传播距离的增加发生衰减的现象,并且对电磁波在左手材料中传播时的能量变化情况做了讨论.在大学物理及电磁学教学中利用电磁波的仿真图像不仅有助于化概念抽象于具体,丰富教学手段,提高课堂教学效果,而且有利于激发学生学习的兴趣,加深对电磁波知识的理解和应用,培养创新意识.     

脉冲电磁波在对称双槽上的散射特性研究

本刊讯随着亚波长光学的发展，人们对电磁波在具有凹槽的金属平面上发生的散射和共振进行了广泛而深入的研究，希望通过这些工作洞悉亚波长结构与电磁波作用的物理过程，并将成果应用于光学集成和人工材料的制造。为了简化问题，过去的研究绝大多数都是针对单色连续电磁波进行的，而对于更实际的脉冲电磁波鲜有涉及。     

“ 电磁波的发现”教学中学生常提出的疑问及相应解释

: 在高中物理“ 电磁波的发现”一节的教学中, 学生对平面电磁波传播过程中“ 电场强度矢量E和磁感应 强度矢量B 同步变化”常提出疑问, 笔者分析了其错误原因并给出较为详细的解释.     

平面分层介质的有效电磁参数

对于电小厚度的平面分层介质,在电磁波垂直入射情况下,根据边界条件把中间层介质等效为一层得到了有效介电常量和有效磁导率的表达式,为分析电磁波在多层介质中的传播问题提供了一种有效方法.     

多光子非线性Compton散射对等离子体平面反射电磁波的影响

应用多光子非线性Compton散射模型和电磁波与等离子体相互作用模型,研究了Compton散射对等离子体平面反射电磁波特性的影响,提出了将Compton散射作为影响等离子体平面反射电磁波的机制,给出了等离子体平面反射电磁波反射率的修正方程,并进行了仿真实验.结果表明:不同频率下,低频段等离子体密度随电场强度增大而迅速增大,到达平衡态时间明显缩短,这是因散射使场强迅速增大,等离子体中粒子发生电离几率增大的缘故.高频入射波使反射波强度减低最多,最后几乎趋于0,这是因散射使等离子体频率高于入射波频率的成分大大增加的缘故.不同频率入射波的反射波频率有微小增大,这是因散射使信号与等离子体复合扩散时间尺度差距缩小,反射波的非线性效应逐步显现的缘故.随碰撞频率增大,低密度等离子体密度增加最快,到达平衡态时间最短,这是因散射使等离子体碰撞频率增大,有更多粒子参与电离的缘故.     

异向介质谐振响应的Floquet模分析

将开口谐振环单元的场分布利用Floquet模展开,从电磁波传播角度揭示了凋落模引起异向介质谐振响应的事实.数值计算了任意平面电磁波照射下异向介质的传输特性.研究表明,对于来自主平面上的垂直或平行极化的入射波,具有相同极化方式的Floquet透射模将发生谐振,并且磁谐振和电谐振将随着入射角的不同而改变.而对于来自其他入射平面的电磁波,两种极化的Floquet透射模将共同发生谐振. 关键词： 开口谐振环 异向介质 Floquet模 谐振     

多光子非线性Compton散射对等离子体平面反射电磁波的影响

应用多光子非线性Compton散射模型和电磁波与等离子体相互作用模型,研究了Compton散射对等离子体平面反射电磁波特性的影响,提出了将Compton散射作为影响等离子体平面反射电磁波的机制,给出了等离子体平面反射电磁波反射率的修正方程,并进行了仿真实验。结果表明：不同频率下,低频段等离子体密度随电场强度增大而迅速增大,到达平衡态时间明显缩短,这是因散射使场强迅速增大,等离子体中粒子发生电离几率增大的缘故。高频入射波使反射波强度减低最多,最后几乎趋于0,这是因散射使等离子体频率高于入射波频率的成分大大增加的缘故。不同频率入射波的反射波频率有微小增大,这是因散射使信号与等离子体复合扩散时间尺度差距缩小,反射波的非线性效应逐步显现的缘故。随碰撞频率增大,低密度等离子体密度增加最快,到达平衡态时间最短,这是因散射使等离子体碰撞频率增大,有更多粒子参与电离的缘故。     

平面电磁波基本性质的初等推导

平面电磁波的基本性质,在经典电磁场理论中占有重要地位。严格的理论推导必须应用电动力学的知识。在普通物理教学中,如何进行初等的讲授是教师颇感棘手的问题。姚启钧先生曾在“电偶极子辐射的图示问题”一文中进行过讨论。关于振荡电偶极子电磁场的初等推导方法,作者已在本刊中作过介绍。这里,我们再介绍一种关于平面电磁波基本性质的初等推导方法,以供教学参考。这种初等推导方     

电磁波在等离子体中的非线性吸收衰减

研究平面电磁波在等离子体中的非线性吸收衰减.首先应用电磁波在等离子体中传播的极化理论得到非线性介电函数,进而求出了考虑非线性情况下的波矢.采用垂直入射具有金属衬底的均匀等离子体模型,对不同入射频率的电磁波的衰减以及总出入射功率比进行了数值模拟.与只考虑线性情况的结果作了比较,结果显示非线性项在研究过程中所起的作用是不可忽视的.