均勻平面波的極化

《均勻平面波的極化》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、均勻平面波的極化假設(shè)均勻平面波沿z方向傳播，其電場矢量位于xy平面，一般情況下，電場有沿x方向及沿y方向的兩個分量，可表示為（6-43）其瞬時值為（6-44a）（6-44b）這兩個分量疊加(矢量和)的結(jié)果隨、、Exm、Eym的不同而不同。兩個同頻率同傳播方向的互相正交的電場強度（或磁場強度），在空間任一點合成矢量的大小和方向隨時間變化的方式，稱為電磁波的極化（polarization），在物理學(xué)中稱之為偏振。極化通常用合成矢量的端點隨時間變化的軌跡來描述，可分為直線極化、圓極化和橢圓極化三種。一、均勻平面波的三種極化形式1．直線極化令，當(dāng)或時，方向與x軸為的夾角（6-45）“＋

2、”對應(yīng)于，“－”對應(yīng)于。與時間無關(guān)，即E的振動方向不變，軌跡是一條直線，故稱之為直線極化或線極化（linearpolarization），如圖6-6所示。（a）?＝0（b）?＝?圖6-6線極化波電場的振動軌跡xyOExEyEyOExEyEx眾所周知，光波也是電磁波。但是光波不具有固定的極化特性，或者說，其極化特性是隨機的。光學(xué)中將光波的極化稱為偏振，因此，光波通常是無偏振的。為了獲得偏振光必須采取特殊方法。立體電影是利用兩個相互垂直的偏振鏡頭從不同的角度拍攝的。因此，觀眾必須佩帶一副左右相互垂直的偏振鏡片，才能看到立體效果。2．圓極化當(dāng)而且=E時，的振幅為（6-46a）yxOE

3、ExEy?右旋左旋圖6-7圓極化波電場的振動軌跡上式表明的大小不隨時間變化。的方向與x軸的夾角為這表明，對于給定z值的某點，隨時間的增加，的方向以角頻率?作等速旋轉(zhuǎn)，其矢量端點軌跡為圓，故稱為圓極化（circularpolarization）。當(dāng)時，，的旋向與波的傳播方向成右手螺旋關(guān)系，稱為右旋圓極化波（right-handedcircularlypolarizedwave）；當(dāng)時，，的旋向與波的傳播方向成左手螺旋關(guān)系，稱為左旋圓極化波（left-handedcircularlypolarizedwave），如圖6-7所示。前面考慮的是z固定，場強的大小和方向隨時間的變化情況，

4、稱為時間極化。如果時間固定,場強的大小和方向隨位置的變化情況稱為空間極化。圖6-8a表示固定某一時刻，右旋圓極化波的電場矢量隨距離z的變化情況，z愈大圓極化的起始角度愈負，圖6-8b是某一時刻左旋圓極化波的電場矢量隨z的變化情況。（b）左旋圓極化波圖6-8圓極化波的空間極化zxyOzxyO（a）右旋圓極化波3．橢圓極化最一般的情況是電場兩個分量的振幅和相位為任意值。從式（6-44）中消去　　　，可以得到電場變化的軌跡方程，把式（6-44）展開把上兩式分別乘　　和　　并相減，得同理可得把以上兩式兩邊平方后相加，得（6-47）yxOEExEy右旋左旋圖6-9橢圓極化波電場的振動軌跡

5、這是一個橢圓方程，合成電場的矢量端點在一橢圓上旋轉(zhuǎn)，如圖6-9所示，稱之為橢圓極化（ellipticalpolarization）。當(dāng)時，旋向成右手螺旋關(guān)系，時，稱為左旋橢圓極化波。與波的傳播方向稱為右旋橢圓極化波，反之，當(dāng)