电磁波在有缺陷介质中的传播特性

本文以麦克斯韦方程组为基础研究了电磁波在具有缺陷的材料中的传播特性.采用时域有限差分法数值计算了电磁波在具有表面和亚表面缺陷的材料内部传递时电场强度的空间分布.计算结果表明,材料表面、亚表面缺陷扰乱了瞬态电场的均匀分布,导致材料内部某些位置的电场强度成倍增大,从而成为材料热学、力学性质变化的"诱点".文中利用光学知识讨论了缺陷对电磁波调制作用的物理本质.     

磁各向异性介质中的平面电磁波

讨论了磁各向异性理想介质中平面电磁波的一般特性,继而推证了这种介质中平面波的对偶关系,导出了磁晶体中的“菲涅耳方程”,并利用此方程分析了这种理想介质中的平面波的结构、传播及其偏振特性．     

电磁波在运动介质中及表面处的传播特性

论述了运动介质对电磁波频率、速度和传播方向的影响及在运动介质表面的反射定律和折射定律。     

电磁波在旋波介质中的传播特性研究

介绍了旋波介质的结构特征，讨论了旋波材料的电磁性质和物质方程，结合麦克斯韦方程和边界条件。给出了电磁波入射介质的反射系数和透射系数。，     

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.     

左手介质中电磁波的传播速度

在同向介质中,电磁波的群速度一般是能量传播的方向,并且电磁波的相速度和群速度在大部分情况下都满足瑞利关系.为了研究左手介质的电磁特性,本文从理论上导出了左手介质中电磁波的相速度、群速度及其关系,得出左手介质中电磁波的群速度为负,并介绍了左手介质的一些应用前景.     

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。     

平面电磁波在任意方向运动的介质-介质界面上的反射和透射

研究平面电磁波从一种介质入射到另一种以任意方向运动的介质时,在介质界面上发生的反射和透射现象,从Maxwell方程组、运动界面的边值关系和运动介质的本构关系出发,得到了反射波和透射波电磁场矢量与入射波电磁场矢量的关系的表达式、反射和透射系数,讨论了反射波、透射波与入射波之间的能量关系,电磁波对运动介质作用力的性质,并得出一些新的结论． 关键词：     

超常介质中光轴任意取向时电磁波传播的反常现象研究

当电磁波的传输轴和各向异性超常介质的光轴成任意夹角时,发现在界面处可以产生反常全向全反射和反常负折射现象.导出了电磁波的入射角和能流折射角之间的函数关系,根据此关系可方便地选择合适的介电张量和磁导率张量,使特定入射角所对应的折射是正或是负.此外,发现当入射角小于某一角度时,尤其在垂直入射附近时,透射率最小甚至为零;基于这一特性,提出了一种新型的薄片型高通空间滤波器的构想,和传统的空间滤波系统相比,可以大大减少滤波系统的体积;这一特性也可用于构造空间低频反射器件. 关键词： 超常介质 各向异性 反常传播 空间滤波     

在耗损介质中的电磁波

本文讨论了在均匀的各向同性耗损介质中传播的自由电磁波的偏振性质．一般情况下，电场和磁场不能同时保持横向的性质．所以，从电磁场整体来看，电磁波不再是横波，但是在耗损很小或垂直入射情况下，电磁波依然是横波．     

电磁波在波导中传播的一般讨论

电磁波在矩形波导中的传播问题在许多文献中都作了较详细的分析，本文着重讨论电磁波在平行双线、同轴电缆、三角形和圆形截面的空心波导中传播的波型和截止频率等问题。     

分层有耗手征介质中斜入射电磁波的传播矩阵

根据相位匹配条件,推导了平面电磁波斜入射情形下分层有耗手征介质中本征波复数波矢量的实部和虚部,二者方向不同使得在介质中传播的本征波为非均匀平面波.然后通过波矢量实部确定了介质中本征波的折射角.最后根据边界条件和本征波场方程给出了分层有耗手征介质中斜入射电磁波的传播矩阵,该传播矩阵可用于解析分析任意入射角情形下分层手征介质的反射透射和电波传播特性.     

电磁波在充有双介质片的平行金属板间的传播

本文详细地分析了电磁波在充有双介质片的平行金属板间的传播特性。计算表明:这种波导(LM₁₁波)不仅保持了H形金属介质波导(LM₁₁波)的工作特性,而且还显著地降低了介质损耗;增宽了频带。     

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.     

电磁波在螺旋线上的传播

§1.引言 螺旋线最早是应用在高频电子管中,近年来在长距离波导通信中,又应用了螺旋波导管来抑制杂波,因此研究的兴趣并没有降低。在[2—4]中,他们应用了各种不同的方法,来研究它的传输特性。本文的目的是从螺旋坐标出发,进一步探讨它的性质;在§4,§5中,推导了一些特征方程,可以作为计算传输常数的参考。本文提供了一些方法,对于结果只作了一些定性的说明,如果有必要的话,定量的计算留在以后再作。希望本文对于了解螺旋线上的电磁波传播性质,从比较精细的一面,有所帮助。     

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。     

机械波在不同介质中传播的演示

人民教育出版社物理室编著的<全日制普通高级中学教科书(试验修订本·必修加选修)物理第二册>第19页演示驻波的实验,稍加改进,可增加新的演示内容.     

电磁波在多层介质内的透射

导了多层介质中透射电磁波的电场振幅与介质表面入射电磁波场电场振幅之间的关系式，引入了一个母函数，通过微分可以生成介质各层中的透射波。     

随机介质中电磁波空间分布特性研究

采用随机介质统计模型和FDTD方法模拟了随机介质电场空间分布根据光子局域化理论,讨论了电场的空间分布和介电常数涨落的关系,结果表明,在一定的介质密度下,电磁场是局域化的,其空间分布和介质介电常数的涨落密切相关.     

电磁波在周期介质中的传播及二维光子晶体的光子带结构

光子晶体是光学与凝聚态物理交叉的新领域,也是近年来应用物理学的一个重要研究领域,它是一种由介电常数高的(低的)介质在另一种介电常数低的(高的)背景介质中周期排列所组成的人造多维周期结构材料,能够产生光子带隙。频率落在带隙内的光在晶体里沿任何方向都不能传播,因而具有能够抑制原子、分子的自发辐射等诱人的光电子学特性,在基础研究和实际应用上都有着巨大的潜力。本文在这一领域里进行了富有成效的研究,获得了很好的结果。主要有:(1)利用平面波展开方法来计算二维光子晶体的带隙结构。首先,我们设计正方晶胞的二维光子晶体模型。设x₃方向为介质柱的轴方向,二维周期结构在x₁-x₂平面上。晶胞的晶格常数为a,半径为r,介质柱和空气柱的介电常数分别为ε_a=17和ε_b=1,a>2r。设计的核心思想是通过降低光子晶体结构的对称性,消除光子能带在晶体的布里渊区高对称点上的本征简并。(2)对于二维光子晶体的电磁波理论及周期介质中的Bloch波解做了详细的推导,给出了光子晶体中禁带存在的理论依据。同时以正方格子晶格的二维光子晶体为例,验证了电介质在空气圆孔中的排列存在E偏振和H偏振的光子带隙重叠区,称为绝对光子带隙。对于二维的光子晶体,两种本征偏振模式的光子能带结构可以独立地调节,以实现两者的光子带隙的最优重叠, 从而大大提高了二维光子晶体的完全带隙宽度。