讲授电磁波辐射与传播的一种方法

本文从电流激发的磁场出发，通过变化的磁场激发电场描述了电磁波的发射与传播，学生易于理解，电磁波的性质也易于说明．     

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     

电磁波在磁化等离子体表面的功率反射系数计算研究

采用等效输入阻抗方法计算金属平板前非均匀磁化等离子体层对垂直入射电磁波的功率反射系数，结果表明，电子数密度大小、等离子体层厚度、入射波频率和外磁场是功率反射系数的主要影响因素.电子数密度取值必须合适，外加磁场才能明显降低等离子体对入射电磁波的功率反射系数.入射电磁波频率增加时，必须加大外磁场强度，才能明显降低功率反射系数. 关键词： 等离子体中电磁波的传输 等离子体特性 电磁波     

螺旋剪切磁场中等离子体的电磁波方程

本文用线性代数方法给出了周期性直柱近似下，有螺旋剪切磁场和径向非均性存在的托卡马克等离子体中，电磁波方程在柱坐标系下的展开式。由此带来的介电张量修正用矩阵变换实现。此种方法适用于研究各种频段上的加热波在等离子体中激发的电场矢量。     

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．     

相对论磁化运动等离子体的介电张量

 定义了相对论磁化运动等离子体(MMP)的物理模型。利用微扰理论导出了系统的介电张量，研究发现，MMP具有完全不同于静态磁化等离子体介电张量的形式。对电磁波沿轴向传播的情况进行了数值模拟计算，结果表明，系统的共振频率随等离子体密度的增加而非线性增加，在相同的条件下，右旋波的共振频率高于左旋波的共振频率。对于传播的右旋电磁波，增加纵向磁场，共振频率提高，而对于左旋电磁波，增加纵向磁场，共振频率降低。     

第十五章 电磁振荡和电磁波

第十五章电磁振荡和电磁波练习一电磁振荡电磁场和电磁波一、判断题１．电磁振荡过程，就是电场能和磁场能周期性转换的过程。（）２．在ＬＣ振荡电路的振荡过程中，电容器上电荷为零时，振荡电流最大，线圈中磁场最强。（）３．在ＬＣ振荡电路中，线圈自感系数越小，电容...     

磁化分层等离子体中电磁波传播特性研究

采用混合矩阵法,分析了磁化分层等离子鞘套对斜入射电磁波传播特性的影响,分别计算了不同入射角以及外加磁场下电磁波透射系数和极化特性的变化。以GPS导航信号右旋圆极化波(RCP)为例,研究了磁场、电子密度对电磁波右旋圆极化特性的影响。结果表明,外加磁场能够使右旋圆极化波在等离子体中的阻带向高频方向移动,此外,外加磁场能在一定程度上改善斜入射是圆极化波的极化特性,有利于GPS信号接收。     

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     

不可压缩等离子体的2维磁场重联模型

提出了一种2维磁场重联模型。磁场重联过程中的电荷分离在等离子体中产生静电场,等离子体在电场中的漂移运动可以解释阿尔芬速度量级的出流。该磁场重联模型给出如下结论:Sweet-Parker模型描述的重联率强烈地依赖于电子质量与离子质量之比;反常电阻率正比于离子惯性长度和电流片宽度比值的平方; 相对论效应和高温等离子体中电子-正电子对的产生可以提高重联率; 电磁波的激发对于磁能的损耗是必要的。     

真空中的“位移电流”和传导电流以同样规律激发磁场吗？

本文认为“位移电流’和传导电流按相同规律激发磁场”的说法欠妥。所谓“传导电流激发磁场”和“位移电流’激发磁场”应是同一磁场产生的两种不同的描述：前老是指产生磁场的“源”，后老是指电磁作用的传播过程；而不是传导电流和“位移电流”各自激发了一个磁场．     

磁场和磁场力的相对性

静止的带电体只激发静电场，对电荷的作用只有静电场力；运动的带电体既激发电场，又激发磁场，对电荷的作用既有电场力又有磁场力．所以，磁场是电场的相对论效应．本文通过两个具体例子，说明了这一观点．     

一种传播速度可以是任意值的特殊"电磁波"

通过对一个具体事例的求解--一种特殊静磁场的坐标变换,得出了一种特殊的"电磁波",它的传播速度可以是任意值.指出了这种特殊的"电磁波"与传统意义上的电磁波的本质区别,并对一般意义的电磁波与传统意义上的电磁波的概念进行了厘清.本文对于深刻理解和认识电磁场、电磁场的坐标变换和电磁波具有一定意义.     

磁场、电场、电磁场和电磁波对人体的影响及安全性

人类自古以来就生活在磁场、电场、电磁波之中。地球有磁场、大气层中有雷电、太阳和其它一些星球也有磁场,有的星球还发出电磁波。这些天然的电磁场、电磁波对人体危害不大,人们早就习以为常,甚至还产生了某些依存性。随着社会的高速发展,各种与电、磁、波有关的设备、器具大量涌现。如电波发射台、高压输电线、工业上的高频机械(焊接、淬火、熔炼等)、科研上的加速器、核融合装置、医疗中的核磁共振装置和一些波谱诊断仪、理疗器、交通中的磁浮列车、办公室........     

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。     

一维反铁磁光子晶体光学双稳态效应研究

基于传递矩阵方法和光局域化原理, 本文研究了一维反铁磁光子晶体共振频率附近光学双稳态效应随电磁波入射角、 外磁场强度及电介质层数的变化.研究发现, 当外磁场为1.0 kG(1 G=10^-4 T)、电磁波小角度入射时, 反铁磁材料高低共振频率附近均可探测到光学双稳态效应; 当电磁波大角度入射时, 仅在高共振频率附近探测到光学双稳态效应. 然而, 当外磁场强度增加到2.0 kG时, 由于反铁磁材料的高低共振频率向两侧移动, 低共振频率附近缺失的光学双稳态频率窗口又被有效激发. 此外, 电磁波小角度入射时, 电介质层数在低共振频率附近对双稳态效应影响较明显.     

等离子体中电磁波的粒子模拟

本文介绍了1 2/2维相对论性、电磁模等离子体粒子模拟的方法和原理。系统地以计算机模拟了由电子气体组成的等离子体中的各种电磁波。在无外加静磁场、加外横磁场、加外纵向磁场等不同情况下,分别得到静电波、电磁波、寻常波、非寻常波、ω=nω_c的磁回旋共振、左旋波、右旋波等。其色散关系、截止频率、共振频率、极限相速度均与理论结果一致。     

自生磁场对相对论谐波辐射的影响

分析了自生磁场对相对论谐波辐射的影响，得出结论，自生磁场对强激光在欠稠密等离子 产生的相对论相干波辐射有重要作用，自生磁场激发偶次谐波辐射，并对奇次谐波辐射产生影响，对二次，三次谐波作了详细分析，发现，自生磁场激发二次谐波辐射，而对三次谐波辐射有削弱作用，并且它还使谐波的失相时间延长。     

磁化等离子体填充螺旋线的色散方程

利用等离子体流体理论和纵向场分量法，结合螺旋线的导电面模型，对在有限磁场作用下，填充等离子体的螺旋线进行了严格的场分析. 在给出各区域电磁场分量表达式的基础上，利用螺旋线的边界条件，导出了磁化等离子体填充螺旋线中电磁波传播所满足的色散方程，并对所导出的色散方程进行了讨论. 关键词： 有限磁场 等离子体 螺旋线 色散方程     

电磁波在大面积等离子体片中传播特性的分析

脉冲磁约束线形空心阴极放电形成的大面积等离子体片可应用于等离子体天线、隐身及模拟超音速飞行器表面的等离子体鞘套. 本文首次利用实测等离子体片电子密度时空分布和横向场传播矩阵法, 研究了电磁波在等离子体片中反射率、透射率、吸收率随频率及脉冲放电时间的变化特征. 结果表明: 极化方向平行磁场的电磁波, 在小于截止频率的低频带内具有较高的反射率和吸收率, 增大电流, 反射率增加, 吸收率下降, 在大于截止频率的高频带内反射率和吸收率较低, 增大电流, 透射率下降, 吸收率升高; 极化方向垂直磁场的电磁波在高混杂谐振频率附近存在吸收率明显增强的吸收带, 谐振吸收峰值与放电电流无关; 脉冲放电期间, 电磁波的反射率、透射率与吸收率由不稳定过渡到稳定的时间约为100 μs, 过渡时间随着放电电流的增加而增大, 极化方向垂直磁场、小于截止频率的电磁波在稳定放电阶段谐振吸收较强. 本文的研究成果对利用等离子体片实现对电磁波的稳定高反射作用具有重要意义.