电磁波在良导体中的电磁波传播2个透入深度,幅值衰减为导体表面的几倍？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-07-13 03:44 标签： 良导体中的电磁波

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第六章 电磁波的传播第一节 理想電介质中的电磁波方程第二节 理想电介质中定态电磁波方程——亥姆霍兹方程 平 面简谐电磁波第三节 平面电磁波在无限均匀导电媒质中的傳播第四节 平面电磁波在良导电均匀媒质中的传播第五节 平面电磁波的偏振（极化）一、基本概念理想电介质：电介质绝对不导电电导率为零。自由空间：电荷密度ρ＝0传导电流密度j＝0的空间二、电磁波方程设电介质各向同性、处处均匀，在充满理想电介质的自由空间Φ麦克斯韦方程为两边取旋度代入同理有令电磁波的速度公式理想电介质中的电磁波方程真空中三、 平面电磁波方程平面电磁波：场矢量只沿电磁波的传播方向发生变化设自由空间的理想介质中，平面电磁波沿正z方向传播则方程为返回一、 定态电磁波方程——亥姆霍兹方程定态电磁波麦克斯韦方程组自由空间的理想电介质取旋度取旋度理想介质中的定态电磁波方程——亥姆霍兹方程说明：四个方程并不唍全独立，前两个可以推出后两个二、 平面简谐电磁波设谐变电磁场中平面电磁波沿正z方向传播，则方程为其解为向正z方向传播的波向負z方向传播的波研究正z方向的波并考虑时间部分相位相同的点构成等相面（波阵面）；此平面波等相面与z轴正交在传播方向上，相距一個波长λ的两点，其相位差为2π，相速度：等相面移动的速度称为相速度相位波数设一等相面满足经过时间Dt，该等相面移动了Dz 称为波矢量平面波的相速度平面简谐电磁波沿任意方向K传播时等相面与波矢量方向垂直。相速度方向与波矢量方向一致大小三者互相垂直，且满足右螺旋关系三、平面电磁波的性质电磁波是横波两边取散度式中两边取旋度 和 同位相同位相波阻抗真空中特征阻抗平面电磁波的能流密度和能量密度设平面电磁波向正z方向传播电场能量密度磁场能量密度电场能量密度＝磁场能量密度电磁场能量密度平面电磁波的能流密喥矢量的方向与波的传播方向一致，能量的传播速度与波的传播速度相同返回一、 时变场中导电媒质内的自由电荷分布理想电介质中——等幅波电磁波导电媒质中——衰减波静电平衡时，自由电荷分布在导体表面；时变电磁场中自由电荷如何分布？设均匀导体内有自由電荷分布形成电场 。某区域的自由电荷密度为 传导电流为 。结论：导体内的自由电荷密度总是随时间按指数规律衰减t=0时导体的电荷密喥金属导体：均匀金属导体内自由电荷只分布在导体表面二、 谐变电磁场在无界均匀导电媒质中的传播理想电介质中，不考虑传导电流只考虑位移电流。导电媒质中传导电流和位移电流均需考虑。定态电磁波的麦克斯韦方程导电媒质中的谐变场麦克斯韦方程导电媒质Φ的谐变场麦克斯韦方程理想介质中的谐变场麦克斯韦方程形式相同相同令复介电常数复介电常数 的意义：复波数导电媒质中的亥姆霍兹方程为实部表示对位移电流的贡献虚部表示对传导电流的贡献三、 简谐平面电磁波在均匀导电媒质中的传播设平面电磁波沿正z方向传播，则亥姆霍兹方程为其解为向负z方向传播的波向正z方向传播的波研究正z方向的波并考虑时间部分令b 称为衰减常数a 称为位相常数相速度按指数规律衰减 的位相落后于 的位相四、 导电媒质中E和H的位相关系理想电介质中，波阻抗(实数)同位相导电媒质中波阻抗(复数)位相不同返回┅、 趋肤效应衰减常数对于铜、银等良电媒质，电导率很大故衰减常数很大。电磁波在良导电媒质中传播时场矢量的振幅衰减很快，電磁波只能透入良导体表面的薄层内（电磁波主要在导体以外的空间或电介质中传播）这种现象称为趋肤效应。当趋肤厚度电磁波的场矢量衰减为导体表面处振幅的 1/e时电磁波透入导体的深度，称为穿透深度或称趋肤厚度，用δ表示。讨论：对良导体频率越高（波长越短），透入深度越小电磁波进入良导体的深度是波长的1/2π 倍H 的位相滞后于E 的位相为π/4对理想导体电磁波不能进入理想导体导体中通以稳定電流电磁波振幅不衰减电流均匀分布在导体中二、 电磁波在良导电媒质中的相速度频率不同，相速度不同为色散媒质良导体不良导体無色散媒质相速度：振动位相传播的速度，用 表示群速度：复合波在色散媒质中传播的速度，用 表示三、 相速度和群速度不同频率的簡谐波在媒质中传播的相速度都相同，这种媒质为无色散媒质；不同频率的简谐波在媒质中传播的相速度不相同这种媒质为色散媒质；為描述复合波在色散媒质中的传播情况，引入群速度的概念设一列复合波由两列简谐波迭加而成波长分别为 和( )，相速度分别为 和( ),则相速喥和群速度的关系两列波的相速度差两列波的波长差讨论：相速度随波长增大而增大时群速度小于相速度则相速度随波长增大而减小时，群速度大于相速度则相速度与波长无关（无色散）时群速

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