发布时间 : 星期一 文章电磁场与电磁波第四版课后思考题答案第四版全 谢处方饶克谨 高等教育出版社更新完毕开始阅读
根据麦克斯韦方程 和 引入矢量位A和标量位 ，使得： A和 不唯一的原因在于确定一个矢量场需同时规定该矢量场的散度和旋度，而 只规定了A的旋度，没有规定A的散度
什么是洛仑兹条件？为何要引入洛仑兹条件？在洛仑兹条件下，A和 满足什么方程？
称为洛仑兹条件，引入洛仑兹条件不仅可得到唯一的A和 ，同时还可使问题的
求解得以简化。在洛仑兹条件下，A和 满足的方程 坡印廷矢量是如何定义的？它的物理意义？
坡印廷矢量 其方向表示能量的流动方向，大小表示单位时间内穿过与能量流动方向相垂直的单位面积的能量
什么是坡印廷定理？它的物理意义是什么？
坡印廷定理：它表明体积V内电磁能量随时间变化的增长率等于场体积V内的电荷电流所做的总功率之和，等于单位时间内穿过闭合面S进入体积V内的电磁能流。 什么是时变电磁场的唯一性定理？它有何重要意义
时变电磁场的唯一性定理：在以闭合曲面S为边界的有界区域V内，如果给定t=0时刻的电场强度E和磁场强度H的初始值，并且在t大于或等于0时，给定边界面S上的电场强度E的切向分量或磁场强度H的切向分量，那么，在t大于0时，区域V内的电磁场由麦克斯韦方程唯一地确定。它指出了获得唯一解所必须满足的条件，为电磁场问题的求解提供了理论依据。 什么是时谐电磁场？研究时谐电磁场有何意义
以一定角频率随时间作时谐变化的电磁场称为时谐电磁场。时谐电磁场，在工程上，有很大的应用，而且任意时变场在一定的条件下都可以通过傅里叶分析法展开为不同频率的时谐场的叠加，所以对时谐场的研究有重要意义。
时谐电磁场的复矢量是真实的矢量场吗？引入复矢量的意义何在？
复矢量并不是真实的场矢量，真实的场矢量是与之相应的瞬时矢量。引入复矢量的意义在于在频率相同的时谐场中可很容易看出瞬时矢量场的空间分布。
试写出复数形式的麦克斯韦方程组。它与瞬时形式的麦克斯韦方程组有何区别?
复介电常数的虚部描述了介质的什么特性？如果不用复介电常数，如何表示介质的耗损？
两者对照，复数形式的麦克斯韦方程组没有与 时间相关项
它描述了电介质的极化存在的极化损耗，可用损耗角正切 来表征电介质的损耗特性 如何解释复数形式的坡印廷定理中的各项的物理意义？ 复数形式坡印廷定理为：
式中 分别是单位体积内的磁损耗，介电损耗和焦耳热损耗的平均值，式子右端两项分别表示体积V内的有功功率和无功功率，左端的面积是穿过闭合面S的复功率
什么是均匀平面波？平面波与均匀平面波有何区别？
均匀平面波指电磁场的场矢量只沿它的传播方向变化，与波传播方向垂直的无限大平面内，电场强度E和磁场强度H的方向、振幅和相位都不变。DA（?）等相面是平面的波是平面波，在等相面上振幅不相等。均匀平面波是平面波的一种特殊情况。 波数是怎样定义的？它与波长有什么关系？
在2π的空间空间距离内所包含的波长数，称为波数，通常用k表示。k=2π/λ 什么是媒质的本征阻抗？自由空间中本征阻抗的值为多少？
电场的振幅与磁场的振幅之比，具有阻抗的量纲故称为波阻抗，通常用η表示，由于η的值与媒质参数有关，因此又称为媒质的本征阻抗。自由空间中本征阻抗值120π（约377）欧。
电磁波的相速是如何定义的？自由空间中相速的值约为多少？ 电磁波的等相位面在空间中的移动速度称为相位速度，简称相速。在自由空间中相速的值为
8
3x10米每秒。
在理想介质中均匀平面波的相速是否与频率有关？
在理想介质中，均匀平面波的相速与频率无关，但与介质参数有关。 在理想介质中，均匀平面波有哪些特点？
（1）电场E、磁场H与传播方向ez之间互相垂直，是横电波（TEM波）。（2）电场与磁场的振幅不变。（3）波阻抗为实数，电场与磁场同相位。（4）电磁波的相速与频率无关。（5）电场能量密度等于磁场能量密度。
在导电媒质中，均匀平面波的相速与频率是否有关？
在导电媒质中，均匀平面波的相速与频率有关，在同一种导电煤质中，不同频率的电磁波的相速是不同的。
在导电媒质中均匀平面波的电场与磁场是否同相位？ 不相同
在导电媒质中，均匀平面波具有哪些特点？
（1）电场E、磁场H与传播方向ez之间互相垂直，是横电波（TEM波）。(2)电场和磁场的振幅成指数衰减。（3）波阻抗为复数，电场和磁场不同相位。（4）电磁波的相速和频率有关。（5）平均磁场能量密度大于平均电场能量密度。 趋肤深度是如何定义的？它和衰减常数有何关系？
表征电磁波的趋肤程度定义为电磁波幅值衰减为表面值的1/e（）时电磁波所传播的距离。趋肤深度δ=1/α，α为衰减常数。
什么是良导体？它和普通导体有何不同？
良导体指σ/(ωε)?1的媒质。在良导体中，传导电流起主要作用，位移电流的影响很小，可以忽略。
什么是波的极化?什么是线极化、圆极化和椭圆极化？
由于电磁波的分量振幅和相位不一定相同，因此在空间任意一点上，合成波电场矢量E的大小和方向会随时间变化，这种现象叫电磁波的极化。电场强度矢量端点轨迹为直线时，称为直线极化波，为圆时称为圆极化波，为椭圆时称为椭圆极化波
两个互相垂直的线极化波叠加，在什么情况下，分别是：线极化波、圆极化波、椭圆极化波？
电场的x分量和y分量相位相同或相差π时为直线极化波；电场的x分量和y分量振幅相等、相位相同或相差π/2时为圆极化波；电场的两个分量振幅和相位都不相等时，合成波为椭圆极化波。
知道圆极化波是左旋还是右旋有何意义？如何判断圆极化波是左旋还还是右旋？ 以左手大拇指朝向波的传播方向，其余四指的转向与电场E的端点方向一致，则为左旋极化波；以右手大拇指朝向波的传播方向，其余四指的转向与电场E的端点方向一致，则为右旋极化波；
什么是群速？它和相速有何区别？ 包络波上任一恒定相位点的推进速度。相速无法描述由多频率成分组成的信号在色散媒质中的传播速度。（这个对不对啊= =）
什么是波的色散？何谓正常色散？何谓反常色散？
电磁波相速随频率改变，产生色散现象。，即相速随着频率升高而减小，此时νg <νp，即群速小于相速，称为正常色散。，即相速随着频率升高而增加，此时νg >νp，即群速大于于相速，称为反常色散。
什么是法拉第旋转效应？产生的原因是什么？
直线极化波能否在磁化等离子体中传播？
试述反射系数和透射系数的定义，他们之间存在什么关系？
反射波电场振幅Erm与入射波电场振幅Eim的比值为分界面上反射系数，用??表示；透射波电场振幅Etm与入射波电场振幅Eim的比值为分界面上透射系数，用τ表示；1+??=τ。 什么是驻波？它和行波有何区别？
合成波在空间中没有移动，只是在原来的位置震动，这种波称为驻波。行波在传播过程中，合成波沿波传播方向移动；驻波不发出电磁波能量的传输，行波发生。（==你猜对不） 什么情况下反射系数大于0，什么情况下反射系数小于0？ η2>η1时，反射系数Γ>0, η2<η1时，反射系数Γ<0。
均匀平面波向理想导体表面垂直入射时，理想导体外面的合成波有什么特点？ 1电场强度按正弦规律变化，磁场强度按余弦规律变化；○2合成波为驻波，为电场波节点，○
3E和H的驻为电场波腹点，磁场波节点是电场的波腹点，磁场的波腹点是电场的波节点。○
4驻波不发生能量传输。 波在空间错开λ1/4，时间上错开π/2的相移。○
均匀平面波垂直入射到两种理想媒质分界面，在什么情况下，分界面上的合成波电场为最大值？在什么情况下，分界面上的合成波电场为最小值？
当Γ>0，即η2>η1时，处,合成波电场振幅最大，|E(z)|max=Eim(1+Γ)，
处合成波电场振幅最小，|E(z)|min=Eim(1-Γ)；当Γ<0，即η2<η1时，,合成波电场振幅最大，|E(z)|max=Eim(1-Γ)，处，合成波电场振幅最小，|E(z)|min=Eim(1+Γ)； 一个右旋极化波垂直入射到两种媒质分界面上，其反射波是什么极化波？
试述驻波比的定义，它和反射系数之间有何关系？ 驻波比S是合成波电场强度的最大值与最小值之比。
什么是波阻抗？什么情况下波阻抗等于媒质的本征阻抗？
定义平面波的波阻抗为Z=E/H，媒质中传输TEM(横电磁波)的时候波阻抗等于媒质的本征阻抗（网上找的）
什么是相位匹配条件?
K1sin??r=k1sin??i=k2sin??t称为分界面上的相位匹配条件。 什么是反射定律和折射定律？
反射定律（斯耐尔反射定律）：反射角等于入射角，??i= ??r；折射定律（斯耐尔折射定律）: 什么是入射平面？什么是垂直极化入射波？什么是平行极化入射波？ 在斜入射的条件下，将入射波的波矢量与分界面法线矢量构成的平面称为入射平面。若入射波电场垂直于入射平面，则成为垂直极化波；若入射波电场平行于入射平面，则称为平行极化波。
什么是全反射现象？在什么情况下会发生全反射现象？如何计算全反射的临界角？
透射波完全平行于分界面传播称为全反射。当??1>??2且入射角不小于时发生全反射。临界角为上边那个式子= =
发生全反射时透射媒质中是否存在电磁波？其特征是什么？
存在。仍沿分界面方向传播，但振幅沿垂直于分界面的方向上按指数规律衰减，因此透射波主要存在于分界面附近，称这种波为表面波。
什么是全透射现象？什么情况下会发生全透射现象？如何计算布儒斯特角？
当平面波从媒质1入射到媒质2时，若反射系数等于0，则电磁功率全部透射到媒质2，称为全透射。入射角为布儒斯特角时发生全透射。布儒斯特角：
什么是表面波？在什么情况下均匀平面波透过媒质分界面后会成为表面波？ 沿分界面方向传播，振幅沿垂直分界面的方向上指数衰减，主要存在于分界面附近的波叫表面波。均匀平面波透过媒质发生全反射时，即入射角不小于临界角时，会称为表面波。 圆极化波以布儒斯特角入射到两种非磁性媒质分界面上时，其反射波和透射波分别是什么极化波？
平行极化波斜入射到理想导体表面上时，理想导体外面的合成波具有什么特点？ 1合成波沿平行于分界面的方向传播，2合成波的振幅在垂直于导体表面的方向呈○其相速为○
3合成波是非均匀平面波○4在波的传播方向上驻波状态，而且合成波磁场在处达到最大值。○
不存在磁场分量，但存在电场分量，故称这种电磁波为横磁波，简称TM波。 垂直极化波斜入射到理想导体表面上时，理想导体外面的合成波具有什么特点？ 1合成波沿平行于分界面的方向传播，2合成波的振幅在垂直于导体表面的方向呈○其相速为○
3合成波是非均匀平面波○4在波的传播方向上不存在驻波状态，而且合成波电场在处为0。○
电场分量，但存在磁场分量，故称这种电磁波为横电波，简称TE波。 什么是导波系统？什么是均匀导波系统？
导波系统：引导电磁波沿一定方向传播的装置。
写出均匀导波系统中的纵向场分量与横向场分量的关系？
写出矩形波导中纵向场分量EzHz满足的方程和边界条件？ 边界条件：
沿均匀波导传播的波有哪三种基本形式？