电磁波的传播Word下载.docx

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（1）建立入射波、反射波和合成波的数学模型

（2）利用matlab软件进行仿真

（3）观察并分析仿真图中三种波形在不同时刻的特点和

关系

3、电磁波的极化

（1）建立线极化、圆极化和椭圆极化的数学模型

（2）利用matlab软件进行仿真

（3）观察并分析仿真图中三种极化形式的空间特性实验报告要求：

（1）抓仿真程序结果图

（2）理论分析与讨论

clearall

w=6*pi*10八9;

z=0:

0.001:

0.12;

c=3*10A8;

0.12

k=w/c;

n=5;

rand（'

state'

3）

fort=0:

pi/（w*4）:

（n*pi/（w*4））

d=t/（pi/（w*4））;

x=cos（w*t-k*z）;

plot（z,x,'

color'

[rand,rand,rand]）

holdonend

title（‘电磁波在不同时刻的波形’）

由图形可得出该图形为无耗煤质中传播的均匀电磁波，它具有以下特点：

（1）在无耗煤质中电磁波传播的速度仅取决于煤质参数本身，而与其他因素无关。

（2）均匀平面电磁波在无耗煤质中以恒定的速度无衰减的传播，在自由空间中其行进速度等于光速。

2、入射波、反射波、合成波

（1）axisequal;

n=0;

%改变n值得到不同时刻的电磁波状态

0.01*pi:

10*pi;

t=n*pi;

B=cos（z-t/4）;

FB=cos（z+t/4）;

h=B+FB;

plot（z,B,'

r'

z,FB,'

b'

z,h,'

d'

）;

legend（'

入射波'

'

反射波'

合成波'

axis（［010-2.52.5］）;

（2）axisequal;

n=1/4;

;

%改变n值得到不同时刻的电磁波状态

FB二cos（z+t/4）;

axis（[O10-2.52.5]）;

（3）axisequal;

n=1/2时;

％改变n值得到不同时刻的电磁波状态

;

axis（[010-2.52.5]）;

（4）axisequal;

n=3/4;

%改变n值得到不同时刻的电磁波状态

z,h,'

（5）axisequal;

n=1;

%改变n值得到不同时刻的电磁波

状态

（6）axisequal;

n=5/4;

（7）

axisequal;

n=3/2;

（8）axisequal;

n=7/4;

%改变n值得到不同时刻的电磁

波状态

h=B+FB;

（9）axisequal;

n=2;

%改变n值得到不同时刻的电磁波状态

2.5

1.5.

仁

0.5.

-0.5.

-1

-1.5

入射波

反射波

合成波

-25■|I」|||||

012345678910

分析：

有以上几幅图形的连续变化可以得出，当n=0时，反射波和入

射波重合，合成波的振幅最大，随着n值的不断增大，入射波和反射

波的相位差开始慢慢的改变，直到n=2时，入射波和反射波的相位差

相差pi，此时的合成波为一条直线，如上图所示。

3、电磁波的极化

（1）线极化

w=6*pi;

theta二pi/3;

Emx=1;

Emy=2;

t=0:

0.005:

1;

Ex二Emx*cos（w*t+theta）;

Ey二Emy*cos（w*t+theta）;

plot（Ex,Ey）gridon

根据图像可知：

合成电场强度的方向与横轴所形成的夹角不随时

间而改变，所以场强矢量端的轨迹为一条直线，因而成为线极化波。

（2）圆极化

t=0:

x=cos（w*t）;

y=sin（w*t）;

plot3（x,y,t,'

->

'

）w=6*pi;

x=cos（w*t）;

y=sin（w*t）;

plot3（x,y,t,'

）

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%clearall

圆极化动态变化曲线

clc

w=4*pi;

theta仁-pi/3;

theta2二pi/2;

2.5;

Ex=3*cos（w*t+theta1）;

Ey=6*cos（w*t+theta2）;

plot3（Ex,Ey,t,'

.'

holdon

n=n+1;

m（:

n）二getframe（gcf）end

title（'

圆极化动态变化曲线'

合成电场的大小不变，但方向随时间变化。

合成电场矢量的末端在

一圆上以角速度.旋转，这就是圆极化波，如上图所示。

（3）椭圆极化

0.5;

plot（Ex,Ey,'

>

n）二getframe（gcf）

end

椭圆极化动态变化曲线'

若沿z轴传播的电磁波电场E的两个正交分量Ex和Ey的振幅和相位关系为一般情况时，合成场E的矢量轨迹将为一个椭圆，如上图所示，这样的电磁波称为椭圆极化波。

实验一的补充

[例2]

（1）2个等量同号点电荷组成的点电荷系的电势分布图

V则：

clear

读入

v='

1./（（x-3）.A2+y.A2）.A0.5+1./（（x-3）.A2+y.A2）.A0.5'

%

电势计算方程clabel（cs）;

holdon;

%在等势线上编号quiver（x,y,explot,eyplot）%用箭头描述矢量场xlabel（'

x'

ngrid=30;

ylabel（'

y'

holdoff;

由上图形可知，当两个电荷的坐标轴一样时，两个电荷所形成的图像重叠在一起。