Граничные условия для векторов электромагнитного поля
В электромагнитном поле вектора и меняются в фазе. Закон изменения – гармонический, т.е. зависимость во времени и пространстве характеризуется косинусом.
В однородной изотропной среде, где нет границ раздела, электромагнитная волна распространяется прямолинейно, в направлении перпендикуляра к волновому фронту.
Если есть две среды и , то вектор падающей волны может быть произвольно ориентирован относительно поверхности раздела. Принято рассматривать раздельно нормальную и тангенциальные составляющие в 1-й и во 2-й средах.
1). Нормальная составляющая.
, (т.к. интеграл по боковой поверхности стремится к нулю при ). Т.о., из последнего уравнения:
,
т.е. нормальная составляющая вектора непрерывна,
,
,
а нормальная составляющая вектора испытывает разрыв.
Для составляющей электрического поля используем III уравнение Максвелла: . Рассматривая нейтральную границу раздела (т.е. ), получаем данный интеграл и аналогично
, и
.
2). Тангенциальные составляющие векторов.
Рассмотрим замкнутый контур. Пусть , причем . Тогда
,
откуда получаем (т.к. второй интеграл ):
.
, .
Аналогично, рассматривая тангенциальную составляющую электрического поля, получим:
,
.