均匀电磁平面波介质交界面折射的场分布图

图片来自视频[Lecture 21 (EM21) -- Surface waves](https://www.youtube.com/watch?v=wIIABIU3tRw)

红色波峰,蓝色波谷
  • n为折射率,对非磁性介质,n = \sqrt{ \epsilon_r },即根号下相对介电常数
  • 电磁波从波密(n大)到波疏(n小)介质,传播方向(白色)与分界面法线(紫色)的夹角变大
  • n大(波密)的介质中由于相对介电常数大,电磁波波数大(k = \omega * \sqrt{ \epsilon \mu}),而电磁波相速(即传播速度 v_p = 1 / \sqrt{ \epsilon \mu})小,波长( \lambda = 2*\pi / k)小
  • 在图中,n大的介质中波看上去比较,是波长小的缘故
  • 在入射角( \theta_1 )小于临界角( \theta_c = \arcsin{ n_2 / n_1} )时,电磁波在交界面既有折射(透射),又有反射,图中反射波并没有画出。而当入射角大于临界角时,会发生全反射,但此时,介质2(透射区)中还存在透射波,即表面波(第三个入射情况),在法线方向上表面波按指数衰减,但与欧姆损耗引起的衰减不同,沿法线方向没有能量损耗。
  • 表面波一般集中在分界面附近,沿分界面传播
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