Методические указания. Задача об отражении и преломлении плоских электромагнитных волн на границе раздела двух сред (диэлектрик –диэлектрик,диэлектрик –проводник) хорошо известна из

Задача об отражении и преломлении плоских электромагнитных волн на границе раздела двух сред (диэлектрик –диэлектрик, диэлектрик –проводник) хорошо известна из курса общей физики (раздел оптики). Однако лишь методами электродинамики можно получить её полное решение.

Нужно уяснить, что основой метода решения задачи являются граничные условия (непрерывность на границе касательных проекций напряженностей поля и ). Из них получаются как законы Снеллиуса для углов отражения и преломления, так и формулы Френеля для коэффициентов отражения и прохождения для параллельной и перпендикулярной поляризации электромагнитной волны.

Особо нужно понять, что при полном внутреннем отражении для границ диэлектрик –диэлектрик поле за границей не исчезает, а принимает структуру плоской поверхностной волны. Эта волна распространяется вдоль границы и затухает по экспоненте (при отсутствии поглощения!) в направлении нормали к ней.

Для расчета потерь энергии поля на поверхностном слое проводников важными являются граничные условия Леонтовича.

Явления отражения объясняют принцип работы волноводов (как диэлектрических, так и с проводящими стенками).

Контрольные вопросы

1. Используя граничные условия, получите законы Снеллиуса.

2. Получите формулы Френеля для случая нормального падения.

3. Чем различаются электромагнитные волны с параллельной и перпендикулярной поляризацией? Почему рассматривается только этих два случая поляризации?

4. Получите формулы Френеля для случая наклонного падения (для обоих поляризаций электромагнитной волны).

5. При каких условиях отсутствует волна: а) отраженная; б) преломленная?

6. Что такое коэффициент отражения? Коэффициент прохождения?

7. Охарактеризуйте поверхностную волну.

8. Получите граничные условия Леонтовича.

9. Поясните принцип действия диэлектрического волновода.