Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Lý thuyết trường điện từ: Phản xạ và tán xạ sóng phẳng
Lý thuyết trường ñiện từ Nguyễn Công Phương Phản xạ & tán xạ sóng phẳng Nội dung 1. Giới thiệu 2. Giải tích véctơ 3. Luật Coulomb & cường ñộ ñiện trường 4. Dịch chuyển ñiện, luật Gauss & ñive 5. Năng lượng & ñiện thế 6. Dòng ñiện & vật dẫn Phản xạ & tán xạ sóng phẳng 2 6. Dòng ñiện & vật dẫn 7. ðiện môi & ñiện dung 8. Các phương trình Poisson & Laplace 9. Từ trường dừng 10. Lực từ & ñiện cảm 11. Trường biến thiên & hệ phương trình Maxwell 12. Sóng phẳng 13. Phản xạ & tán xạ sóng phẳng 14. Dẫn sóng & bức xạ Phản xạ & tán xạ sóng phẳng • Phản xạ của sóng tới vuông góc • Tỉ số sóng dừng • Phản xạ sóng trên nhiều mặt • Lan truyền sóng phẳng theo hướng bất kỳ Phản xạ & tán xạ sóng phẳng 3 • Lan truyền sóng phẳng theo hướng bất kỳ • Phản xạ của sóng tới xiên • Lan truyền sóng trong môi trường tán xạ Phản xạ của sóng tới vuông góc (1) 1 1 10 jk z xs x E E e − + + = 1 1 10 1 ( , ) cos( ) z x x E z t E e t z α ω β − + + = − Vùng 1 Vùng 2 x ' '' 2 2 2 , , µ ε ε ' '' 1 1 1 , , µ ε ε 1 1 , + + E H Sóng tới 2 2 , + + E H Sóng khúc xạ , − − E H 1 1 10 1 1 jk z ys x H E e η − + + = 2 2 20 jk z xs x E E e − + + = Phản xạ & tán xạ sóng phẳng 4 z z = 0 Sóng khúc xạ 1 1 , − − E H Sóng phản xạ 2 2 20 xs x E E e = 2 2 20 2 1 jk z ys x H E e η − + + = 1 2 0 0 §iÒu kiÖn bê : xs xs z z E E + + = = = 1 2 0 0 §iÒu kiÖn bê : xs xs z z H H + + = = = 10 20 x x E E + + → = 1 2 η η → = 10 20 1 2 x x E E η η + + → = (vô lý) 1 1 10 jk z xs x E E e − − = 1 1 10 1 1 jk z ys x H E e η − − = − Phản xạ của sóng tới vuông góc (2) 1 1 2 ( 0) xs xs xs E E E z + − + → + = = 1 2 ( 0) xs xs E E z = = Vùng 1 Vùng 2 x ' '' 2 2 2 , , µ ε ε ' '' 1 1 1 , , µ ε ε 1 1 , + + E H Sóng tới 2 2 , + + E H Sóng khúc xạ , − − E H 10 10 20 x x x E E E + − + → + = 1 1 2 ( 0) ys ys ys H H H z + − + → + = = 1 2 ( 0) ys ys H H z = = 10 10 20 1 1 2 x x x E E E η η η + − + → − = Phản xạ & tán xạ sóng phẳng 5 z z = 0 Sóng khúc xạ 1 1 , − − E H Sóng phản xạ 2 2 10 10 10 10 1 1 x x x x E E E E η η η η + − + − → + = − 10 10 20 x x x E E E + − + + = 2 1 10 10 2 1 x x E E η η η η − + − → = + 10 2 1 2 1 10 x x E E η η η η − + − → Γ = = + 20 2 1 2 10 2 1 x x E E η τ η η + + → = = = + Γ + Phản xạ của sóng tới vuông góc (3) Vùng 1 Vùng 2 x ' '' 2 2 2 , , µ ε ε ' '' 1 1 1 , , µ ε ε 1 1 , + + E H Sóng tới 2 2 , + + E H Sóng khúc xạ , − − E H 10 2 1 2 1 10 x x E E η η η η − + − Γ = = + 20 2 1 2 10 2 1 x x E E η τ η η + + = = = + Γ + Vùng 1 là ñiện môi, vùng 2 là vật dẫn: 2 2 ' 2 2 0 j j ωµ η σ ωε = = + 0 τ → = 20 0 x E + → = Phản xạ & tán xạ sóng phẳng 6 z z = 0 Sóng khúc xạ 1 1 , − − E H Sóng phản xạ ' 2 2 j σ ωε + 1 Γ = − 1 1 1 1 1 10 10 j z j z xs xs xs x x E E E E e E e β β − + − + + = + = − 10 10 x x E E + − → = − 1 1 0§iÖn m«i: jk j β = + 1 1 1 10 1 10 ( ) 2sin( ) j z j z xs x x E e e E j z E β β β − + + → = − = − 1 10 1 ( , ) 2 sin( )sin( ) x x E z t E z t β ω + → = Phản xạ của sóng tới vuông góc (4) Vùng 1 Vùng 2 x ' '' 2 2 2 , , µ ε ε ' '' 1 1 1 , , µ ε ε 1 1 , + + E H Sóng tới , − − E H 10 2 1 2 1 10 x x E E η η η η − + − Γ = = + 20 2 1 2 10 2 1 x x E E η τ η η + + = = = + Γ + 1 10 1 ( , ) 2 sin( )sin( ) x x E z t E z t β ω + = Vùng 1 là ñiện môi, vùng 2 là vật dẫn: Phản xạ & tán xạ sóng phẳng 7 z z = 0 1 1 , − − E H Sóng phản xạ 1 1 0 ( 0, 1, 2, ) x E z m m β π = → = = ± ± 1 1 2 2 z m z m λ π π λ → = → = z z = 0 x Vật dẫn 1 3 2 z λ = − 1 1 2 z λ = − 1 z λ = − Phản xạ của sóng tới vuông góc (5) Vùng 1 Vùng 2 x ' '' 2 2 2 , , µ ε ε ' '' 1 1 1 , , µ ε ε 1 1 , + + E H Sóng tới , − − E H 10 2 1 2 1 10 x x E E η η η η − + − Γ = = + 20 2 1 2 10 2 1 x x E E η τ η η + + = = = + Γ + Vùng 1 là ñiện môi, vùng 2 là vật dẫn: 1 1 1 ys ys ys H H H + − = + Phản xạ & tán xạ sóng phẳng 8 z z = 0 1 1 , − − E H Sóng phản xạ 1 1 1 xs ys E H η + + = 1 1 1 xs ys E H η − − = − 1 1 10 1 1 ( ) j z j z x ys E H e e β β η + − → = + 10 1 1 1 ( , ) 2 cos( )cos( ) x y E H z t z t β ω η + → = Phản xạ của sóng tới vuông góc (6) 10 2 1 2 1 10 x x E E η η η η − + − Γ = = + 20 2 1 2 10 2 1 x x E E η τ η η + + = = = + Γ + Vùng 1 là ñiện môi, vùng 2 là ñiện môi: Vùng 1 Vùng 2 x ' '' 2 2 2 , , µ ε ε ' '' 1 1 1 , , µ ε ε 1 1 , + + E H Sóng tới 2 2 , + + E H Sóng khúc xạ , − − E H η 1 & η 2 là các số thực dương, α = α = 0 Phản xạ & tán xạ sóng phẳng 9 z z = 0 Sóng khúc xạ 1 1 , − − E H Sóng phản xạ 1 2 α 1 = α 2 = 0 Phản xạ của sóng tới vuông góc (7) Cho η 1 = 100 Ω, η 2 = 300 Ω, . Tính sóng tới, sóng phản xạ, & sóng khúc xạ. Ví dụ 10 100 V/ m x E + = Phản xạ & tán xạ sóng phẳng 10 [...]... i v i nng l ng ph n x & khỳc x ủ i v i (a) phõn c c p, v (b) phõn c c s Khụng khớ cú n1 = 1, th y tinh cú n2 = 1,45 1 p = 326 , 2 p = 244 2 p 1 p 244 326 p = = = 0,144 2 p + 1 p 244 + 326 Pphản xạ Ptới Pkhúc xạ Ptới = p 2 = (0,144) 2 = 0, 021 = 1 p 2 = 1 (0,144)2 = 0,979 Ph n x & tỏn x súng ph ng 36 ... 2 = 13 Khúc xạ to n phần: v = 1 Ph n x & tỏn x súng ph ng v l z 0 22 Ph n x súng trờn nhi u m t (6) Vớ d C n ph bờn ngoi th y tinh m t l p ủi n mụi thớch h p sao cho súng 570 nm cú th khỳc x ton ph n t khụng khớ vo th y tinh Th y tinh cú r = 2,1 Xỏc ủ nh h ng s ủi n mụi c a l p ph & ủ dy t i thi u c a nú 1 = 0 = 3 = à0 = 377 0 à0 à r à0 1 377 à = = = 1 = = 260 0 r 0 r 2,1 r Khúc xạ to n phần: