电磁波反射与折射的研究

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1、电磁波反射和折射的研究一．实验目的1．研究电磁波在良导体表面的反射；2．研究电磁波在良介质表面的反射和折射；3．研究电磁波全反射和全折射的条件。二．实验原理：1．电磁波斜入射到不同介质分界面上的反射和折射如图1所示，平行极化的均匀平面波以角度q入射到良介质表面时，入射波、反射波和折射波可用下列式子表示为E+Et⊙⊙⊙E-q¢¢q¢qzxH+H-Ht图1.平行极化波的斜入射示意图入射波：反射波：折射波：式中，利用分界面上（z=0）电场和磁场切向分量连续的边界条件，可得斯耐尔反射定律：和斯耐尔折射定律：并计算

2、出平行极化波的反射系数R//和折射系数T//：类似地，可求出垂直极化波的反射系数和折射系数：2．全折射发生的条件：全折射也即没有反射波，发生全折射的条件可通过令反射系数为零得到。（1）对斜入射情形，令，可得全折射时的入射角：该入射角称为布儒斯特角。可以证明，此时的折射角。可见，若电磁波以角度qP入射到厚度为d的介质板表面，则这正是电磁波由e2到e1的全折射条件。因此，当电磁波以布儒斯特角从介质板的一侧入射时，在介质板的另一侧可接收到全部信号。如图2所示。对垂直极化波，类似的推导结果表明，其不会发生全折射现

3、象。e1，m0e2，m0e1，m0dq¢¢q¢¢qq图2介质板全折射示意图（1）对垂直入射情形，，反射系数和折射系数变为显然，当时，也即在同一种媒质中，电磁波是全折射的，并无讨论意义。当e2具有一定厚度d，且e2两侧同为空气时（），如图3所示，利用传输线输入阻抗的概念和公式，得到e1、e2分界面上的输入阻抗当时，可实现无反射，其条件为满足该条件的介质板称为半波长无反射介质板。e1，m0e2，m0e1，m0d图3垂直入射介质板时全折射示意图3．电磁波斜入射到良导体表面的反射良导体的特性近似于理想导体，电磁波

4、投射到良导体表面时，可认为发生全反射，此时，。一．实验仪器DH926B型微波分光仪，喇叭天线，DH1121B型三厘米固态信号源，DH926AD型数据采集仪，计算机，良导体反射板，1.5mm玻璃板。