Граничные условия для векторов электромагнитного поля

В электромагнитном поле вектора Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru и Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru 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 Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru и Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru , то вектор Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru 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.

Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru , Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru (т.к. интеграл по боковой поверхности стремится к нулю при Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru ). Т.о., из последнего уравнения:

Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru ,

т.е. нормальная составляющая вектора Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru непрерывна, Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru

Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru , Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru

Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru ,

а нормальная составляющая вектора Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru испытывает разрыв.

Для составляющей электрического поля используем III уравнение Максвелла: Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru . Рассматривая нейтральную границу раздела (т.е. Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru ), получаем данный интеграл Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru и аналогично

Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru , и

Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru .

Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru 2). Тангенциальные составляющие векторов.

Рассмотрим замкнутый контур. Пусть Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru , причем Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru . Тогда

Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru ,

откуда получаем (т.к. второй интеграл Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru ):

Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru .

Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru , Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru .

Аналогично, рассматривая тангенциальную составляющую электрического поля, получим:

Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru ,

Граничные условия для векторов электромагнитного поля - student2.ru .

Наши рекомендации