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什么是TEM波,什么叫做电磁波

时间:2023-05-05 02:18:38 阅读:162777 作者:887

TEM波为横波,HxE和k三者相互垂直,在其他方向没有成分

但是,也有在波传播方向k上有h波或e波的,这会产生所谓的TE波或TM波

TEM TE TM模式的差异:

自由空间传播的均匀平面电磁波(空间无自由电荷,无传导电流),电场和磁场都没有与波传播方向平行的分量,与传播方向垂直。 此时,电矢量e为磁矢量h和传播方向k两者垂直。 只是在这种情况下,可以说电磁波是横波。 所以说电磁波是横波。 这是有条件的!

沿一定路径(例如波导)传播的电磁波是波导电磁波。 根据麦克斯韦方程,感应电磁波在传播方向上一般具有e和h分量。

光的传播形态分类:根据传播方向上有无电场成分或磁场成分,可以分为以下3种,任一种光都可以用这3个波的合成形态表示。

1、TEM波:在传播方向上没有电场和磁场分量,称为横向电磁波。 如果激光在谐振器内的传播方向是z方向,则激光的电场和磁场中没有z方向的分量! 实际的激光模式为准TEM模式,即允许Ez、Hz成分的存在,但它们必须是横向成分。 Ez大意味着xlmdsb方向的光轴偏移大,容易溢出到空腔外,因此损失大,难以发生振荡。

2、TE波(即s波) :在传播方向上有磁场成分但没有电场成分,被称为横向电波。 在平面光波导(封闭腔结构)中,电磁场成分为Ey、Hx、Hz,传播方向为z方向。

3、TM波(即p波) :在传播方向上有电场分量,没有磁场分量,被称为横电磁波。 在平面光波导(封闭腔结构)中,电磁场成分为Hy、Ex、Ez,传播方向为z方向。

三者可以这样记忆:横向电磁波。 也就是说,电和磁都是横向的,横向电波只有电场是横向的,横向磁波只有磁场是横向的

另一方面,横向与电磁波的传播方向矢量k垂直,可以想象单一集群的光是直线的自来水管。 水管的横截面上垂直于水流的方向,横向就是这个意思。

在微波工程、电磁场理论等课程中,对TEM、TE、TM模式有更详细的描述

这里有疑问。不是电场、磁场和传播方向正交相互垂直吗? 那么为什么会产生相互不垂直的TE/TM波呢

其理由是在介质中传播,特别是折射后,产生了折射。 原因在于介质,由于存在非正交成分,实际上可能是介质损失的原因。

波浪振动方向的最基本情况可分为两种:

图:振动方向与波的传播方向平行,将该波称为纵波

图:振动方向与波的传播方向垂直,将这样的波称为横波

由于振动具有线性重叠性,波动也同样满足线性重叠性,因此其他方向关系的波动可以通过这两个波的线性重叠得到。

波动传播的复杂性首先取决于传播介质的分布情况。

如果传播介质是一维的,则波的传播方向只能在一条直线上。

如果传播媒介是多维的,那么波浪将从洁白的冬天出发,向任意方向传播。 另一方面,波动传播的方向称为波浪线(简称波浪线)。

波在介质中的传播是一个时间过程,必须考虑波在空间中分布的时间特性。

首先是相位的概念。 由于波动是一种周期现象,给定时刻振子位于一个周期的什么位置是一个非常重要的物理特征,这种位置称为相位。 其次,在波的空间分布中,由相位相同的各点构成的一个几何面称为波面(波面)。 波前的概念在利用波动图像分析波动现象时非常重要。

波前形状和洁白的冬季与介质的分布性质密切相关。 最简单的两种情况是:在各向同性介质中,从雪白的冬天发出的波的波面是一束称为球面波的同心球面; 从平坦洁白的冬天发出的波浪的波面是被称为平面波的平行平面的集合。

下图为平面横波(平面电磁波)的波面示意图。 其中,蓝线是磁场的波动,红线是电场的波动。 (介质中的平面机械横波面也同样为:

光波电磁波的散射和折射

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