频率为ω的电磁波在各向异性介质中传播时 若E D B H仍按ei(k·x-ωt)变化 但D不再与E平行(即D=εE不成立)。 (1)

大学 各向异性,电磁波,介质 已帮助 人

频率为ω的电磁波在各向异性介质中传播时,若E,D,B,H仍按ei(k·x-ωt)变化,但D不再与E平行(即D=εE不成立)。

  (1) 证明k·B=k·D=B·D=B·E=0,但一般k·E≠0。

  (2) 证明

  (3) 证明能流S与波矢K一般不在同一方向上。

热搜:光在真空中的传播速度大约为每秒3亿米

答案解析

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  • 设介质内ρf=0,Jf=0即介质中的场方程为
       ▽·D=0,▽×E=-latex.action?latex=XHBhcnRpYWwgB/latex.action?latex=XHBhcnRpYWwgt
       ▽·B=0,▽×H=latex.action?latex=XHBhcnRpYWwgD/latex.action?latex=XHBhcnRpYWwgt    (1)
       设B=μH成立,将E=E0ei(k·x-ωt),D=D0ei(k·x-ωt),B=B0ei(k·x-ωt),H=H0ei(k·x-ωt)代入上述场方程,得
       k·D=0,k·B=0,latex.action?latex=Qj1cZnJhY3sxfXtcb21lZ2EgfWtcdGltZXMgRQ%3D%3D, latex.action?latex=RD1cZnJhY3stMX17XG9tZWdhIFxtdSB9a1x0aW1lcyBC   (2)
       E·B=0,  B·D=0, k·E≠k·D/ε=0    (3)
       k·E≠0是由于D≠εE.将(2)的第三式代入第四式,得
       latex.action?latex=RD1cZnJhY3stMX17XG9tZWdhIF4yXG11IH1rXHRpbWVzIChrXHRpbWVzIEUpPVxmcmFjezF9e1xv%0D%0AbWVnYSBeMlxtdSB9W2teMkUtKGtcY2RvdCBFKWtd    (4)
       因k·E≠0,故D与电场E不同向.介质中的能流密度为
       latex.action?latex=Uz1FXHRpbWVzIEg9XGZyYWN7MX17XG9tZWdhIFxtdSB9RVx0aW1lcyAoa1x0aW1lcyBFKT1cZnJh%0D%0AY3sxfXtcb21lZ2EgXG11IH1bRV4yay0oa1xjZG90IEUpRV0%3D    (5)
       显然,S与波矢k不在同一方向.