6.1无耗媒质中的均匀平面波6.2无限大导电媒质中的均匀平面电磁波6.3导体中的均匀平面波、趋肤效应(qūfūxiàoyīnɡ)6.4电磁波的极化6.5电磁波的色散和群速6.6均匀平面电磁波对平面边界的垂直入射6.7均匀平面电磁波对平面边界的斜入射6.1无耗媒质(méizhì)中的均匀平面波设均匀平面波沿z轴方向传播，其电场沿x轴取向，有，代入无源、无耗媒质中的时谐电磁场的波动(bōdòng)方程，得到一个标量方程：齐次二阶常微分方程(wēifēnfānɡchénɡ)2.行波与相位(xiàngwèi)等相位面：满足关系式常数的平面。相速：平面波的等相位面移动(yídòng)的速度。表示行波行进的速度。相位(xiàngwèi)常数：表示电磁波单位距离上的相位(xiàngwèi)变化。记作波数：k又表示2π距离上波数的个数，故k也称波数。4.波阻抗与功率(gōnglǜ)流密度无耗媒质中，任意(rènyì)点的平均功率流密度为实际，电磁波的传播(chuánbō)方向不一定沿某坐标轴，而可能是任意方向。假设均匀平面波沿任意单位矢量的方向传播(chuánbō)，则空间任一点P处的电场矢量可表示为在无源区域(qūyù)内，由于均匀平面(píngmiàn)电磁波的传播理想介质中均匀(jūnyún)平面电磁波的电场和磁场空间分布小结无耗媒质中传播的均匀平面波的特征：（1）电磁波的电场和磁场都与传播方向垂直，即沿传播方向的电场和磁场分量等于零，因此称为TEM波；、和三者者互相垂直，且成右手螺旋。（2）电场与磁场的振幅之比为常数(η)，故只要求得电场就可求得磁场，即电场和磁场不仅有相同的波形，且在空间同一点具有同样的相位。（3）在无耗媒质中电磁波传播的速度仅取决于媒质参数本身，而与其它因素无关，因此可以说，无耗媒质就是无色散媒质。（4）均匀平面波在无耗媒质中以恒定的速度无衰减地传播，在自由空间中其行进的速度等于光速。[例6-1]设自由空间中均匀(jūnyún)平面波的电场强度为(3)波的频率(pínlǜ)为课堂练习：已知无界理想媒质(ε=9ε0,μ=μ0，σ=0)中正弦均匀平面电磁波的频率(pínlǜ)f=108Hz，电场强度，试求：解：(1)(2)（3）复坡印廷矢量(shǐliàng)：无源、无界的导电媒质(méizhì)中麦克斯韦第一方程的复数形式为根据传导电流与位移电流的比值的大小将媒质(méizhì)分为三类：损耗正切，反映引起能量损耗的传导电流的相对大小，并用来说明材料(cáiliào)的损耗特性。导电媒质中的麦克斯韦方程与无耗媒质中的麦克斯韦方程形式(xíngshì)上完全相同，所不同的是前者为复介电常数，后者为实介电常数。因此只要用取代无耗媒质的就可得导电媒质的传播特性。1.复相位(xiàngwèi)常数：在导电媒质中，电磁波的相速不再是个常数，它不仅(bùjǐn)取决于媒质参数，还与信号的频率有关。电磁波的相速随着频率的变化而变化的现象称为色散。导电媒质为色散媒质。2.复波阻抗：导电媒质(méizhì)中平面电磁波的电磁场对于弱导电媒质有，此时电磁波的衰减很小且与频率无关，相速也与频率无关。因此弱电介质可看成(kànchénɡ)非色散媒质。【例6-2】某工作频率为1.8GHz的均匀平面波在媒质中传播。设该区域中的电场强度为。求：(1)传播常数；(2)衰减常数；(3)波阻抗；(4)相速；(5)平均坡印廷矢量。解：(1)电磁波的角频率为(4)相速：由于(yóuyú)，所以当电磁波在电导率很大的良导体中传播(chuánbō)时，衰减常数一般很大，因此，电磁波在良导体中衰减很快，特别是当频率很高时，衰减更快。2.趋肤效应(qūfūxiàoyīnɡ)例如(lìrú)：铜的电导率σ=5.8×107S/m。当工作频率例1海水的电磁参数是εr=81,μr=1,σ=4S/m，频率为3kHz和30MHz的电磁波在紧切海平面下侧处的电场强度为1V/m，求：(1)电场强度衰减为1μV/m处的深度，应选择哪个频率进行潜水艇的水下通信；(2)频率3kHz的电磁波从海平面下侧向(cèxiànɡ)海水中传播的平均功率流密度。解：(1)f=3kHz时：电场强度(qiángdù)衰减为1μV/m处的深度为(2)平均功率流密度(mìdù)为例2微波炉利用磁控管输出的2.45GHz的微波加热食品。在该频率(pínlǜ)上，牛排的等效复介电常数ε′=40ε0，tanδe=0.3，求：(1)微波传入牛排的趋肤深度δ，在牛排内8mm处的微波场强是表面处的百分之几；(2)微波炉中盛牛排的盘子是用发泡聚苯乙烯制成的，其等效复介电常数和损耗角正切为ε′=1.03ε0，tanδe=0.3×10-4。说明为何