5X00105G07

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均匀平面电磁波传播的仿真

　　设电磁波沿z 轴方向传播，在与z 轴垂直的平面上，其电磁场强度各点具有相同的振幅和振动方向，即E 和H 只与z 有关，而与x 和y 无关，这种电磁波就是均匀平面电磁波。

　　1.1 电场和磁场只有一个分量的情况

　　沿z 轴传播的均匀平面电磁波的瞬时值可表示为如下形式：

　　

　　以一频率为100 MHz的均匀平面波在线性、均匀、各向同性的理想介质中传播为例，动态仿真了电磁波传播的过程，这里用到了Matlab 的meshgrid、plot3、pause等函数，图1中蓝色为电场强度，红色为磁场强度。通过图形，学生可以直观地看到电场和磁场互相垂直、相位相同、沿z 轴成正弦变化的规律。

　　

　　1.2 电场和磁场有两个分量的情况

　　设电磁波沿z 轴方向传播，选择ex 和ey 两个正交方向描述电场和磁场，则：　

   

　　电磁波的传播过程如图2所示。

　　

　　2 电磁波的极化

　　在空间某一固定点观察，E 的矢量端点在一个时间周期里绘出的轨迹表示电磁波的极化。了解电磁波的极化在实际工程中非常有用。对1.2中的电场和磁场的仿真如图3 所示，这里用到了view 函数调整图形视点，观察矢量端的轨迹。动态显示过程中，可以看到电磁波的极化方向。

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