电磁场与仿真软件（6）

这篇会开始介绍电磁波入射各种物质边界,首先最重要的就是4组边界条件入下

n·(D1-D2)=ρs； (1)

n×(E1-E2)=0； (2)

n·(B1-B2)=0； (3)

n×(H1-H2)=J)s。 (4)

这4个边界条件的推导在一般书上都很容易找到,记住结论就行.E在切向,B在法线方向是连续的

还有一个常用的边界条件,E在导体切向上的分量是0.这个很好理解:导体中存在着自由电子,如果切向上有E的话,自由电子就会移动,就不会稳定了. 所以在切向上的电场必然是0,但在法向上,有边界束缚着电子,所以可以存在法向的E. 曾经有个疑问,如果电磁波的变化速度太快,自由电子移动速度会不会跟不上E的变化速度. 后来发现,在正常情况下,是不可能出现这个情况的,这也是为什么金属罩子能屏蔽手机信 原因.

首先会介绍电磁波垂直入射理想导体边界:假设有一列TEM波(TEM,TM,TE波会在下一篇介绍)垂直入射到理想导体表面,并且入射波

 接下来就是怎么用数学物理知识分析这件事

1.  写下场方程式(.先忽略时间项,用phasor求解)

 已知

因为材料2是理想导体,按照我们之前讲的, 理想导体内部是没有电磁波存在的,所以不存在入射项,所有电磁波都被反射了. 我们也可以写出反射波形:

2. 匹配边界条件:

在理想导体表面,E在切向=0, –>也就是在z=0的点, E=0,由此我们得到:

我们把时间变量加进去Re(..*

从上图可以看出在导体表面E切向=0

从上图可以看出上图在导体表变会形成感应电流J;

然后我们再看下能量,按照上一篇所写的, 

平均能量

这也好理解,电磁波在理想导体表面形成了全反射,造成了100%的驻波,所以不会有能量的传播.