全反射现象折射波瞬时行为的计算机模拟.doc

摘要：在电磁波充斥我们生活的今天，电磁波对人类生活越来越重要。从无线电广播、电视的声信号转化为电信号，到微波炉、手机通讯的日新月异，再到国仁TDP的核磁共振、疾病治疗，这一切都体现了电磁波的重要性。同样的电磁波可以在很多介质中传播，空气中，地面等等都是可以的，所以电磁波是具有波粒二象性的，分别为波动性和粒子性。大规模的电磁波的应用使我们的生活更加方便快捷，也使得今天我们更加频繁的对电磁波、电磁场进行分析研究。所以，我们开始了本论文的对电磁波的研究。全反射现象是电磁学研究中的一种不可或缺的方面。任何的光波或者说波动，在不相同的两个介质上运动都会发生折射和反射，当折射和反射都经过原路返回到入射处时，那就是全反射现象。在电磁波的研究中，全反射现象被广泛的运用着，同样，在近现代的光学研究中，全反射现象也被频繁的研究着，例如光纤，集成光学等等。虽然全反射的发生要求比较苛刻，但是这并不妨碍我们对它的理论研究，全发射的研究可以很好的让我们在现实生活中的一些信号传输中解决能量损耗问题，提高传输效率。

    本论文，我们先讨论电磁波传播的主要特性，然后基于电磁波的边值关系，对电磁波的反射、折射进行讨论，并推导其基本定律。最后进行全反射的折射波瞬时行为的公式推导、行为特性的分析及在matlab软件上的计算机模拟。

关键词 电磁波；全反射；折射波；瞬时行为；计算机模拟

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 引言-1

1.2 研究方法和路线-1

2 电磁波-2

2.1 电磁波的简介-2

2.1.1 电磁波的定义-2

2.1.2 电磁波的性质-3

3 平面电磁波-6

3.1 电磁波的波动方程-6

3.2 平面电磁波的传播-6

3.2.1 正弦电磁波的定义-6

3.2.2 复介电常数-6

3.2.3 导电介质中的电场强度-7

3.2.4 导电介质中的磁场强度-7

4 电磁波的反射和折射-8

4.1 简述反射和折射存在关系-8

4.2 边值关系-8

4.3 反射和折射定律的推导-8

4.4 振幅关系-9

4.4.1 定义解释-9

4.4.2 垂直入射面-9

4.4.3 与入射面平行-11

4.5 公式小结-11

5 电磁波的全反射-12

5.1 全反射现象-12

5.2 全反射情况下的表达式-12

5.3 折射波平均能流密度-13

5.4 振幅和相位的关系-13

6 折射波瞬时行为的计算机模拟-15

6.1 软件介绍-15

6.2 软件运用流程-15

6.3调用函数，生成函数图象-15

结论-17

致谢-18

参考文献-19