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色散与群速
色散与群速色散现象：相速随频率变化群速：载有信息的电磁波通常是由一个高频载波和以载频为中心向两侧扩展的频带所构成的波包，波包包络传播的速度就是群速。单一频率的电磁波不载有任何有用信息，只有由多个频率的正弦波叠加而成的电磁波才能携带有用信息。　电磁波的传播特性与介质参数( 、 和 )有关，当这些参数和传播常数随频率变化时，不同频率电磁波的传播特性就会有所不同，这就是色散效应，这种媒质称为色散媒质。　（2） 令e-αz＝1/1000， 即eαz＝1000，由此得到电场强度幅值减小为z= 0处的1/1000时，波传播的距离故在z=0.8 m处，电场的瞬时表达式为磁场的瞬时表达式为（3）根据题意，电场的瞬时表达式为（4）在z=0.8 m处的平均坡印廷矢量穿过1m2的平均功率Pav= 0.75mW由此可知，电磁波在海水中传播时衰减很快，尤其在高频时，衰减更为严重，这给潜艇之间的通信带来了很大的困难。若为保持低衰减，工作频率必须很低，但即使在1kHz的低频下，衰减仍然很明显。海水中的趋肤深度随频率变化的曲线例5.3.2在进行电磁测量时，为了防止室内的电子设备受外界电磁场的干扰，可采用金属铜板构造屏蔽室，通常取铜板厚度大于5δ就能满足要求。若要求屏蔽的电磁干扰频率范围从10KHz到100MHZ，试计算至少需要多厚的铜板才能达到要求。铜的参数为μ=μ0、ε=ε0、σ= 5.8×107S/m。解：对于频率范围的低端fL=10kHz，有对于频率范围的高端fH=100MHz，有由此可见，在要求的频率范围内均可将铜视为良导体，故为了满足给定的频率范围内的屏蔽要求，故铜板的厚度d至少应为两个振幅均为Em、角频率分别为 0+ 和 0－ 、相位常数分别为 0+ 和 0－ 的同向行波振幅，包络波，以角频率 缓慢变化不同频率电磁波的叠加行波因子，代表沿z轴传播的行波合成波电场z载波，速度vp包络波，速度vg——无色散——正常色散——反常色散群速vg：包络波的恒定相位点推进速度由相速vp：载波的恒定相位点推进速度例5.3.2载频为f=100kHz的窄频带信号在海水中传播，试求群速。解：海水的参数： = 4S/m、 r= 81、 r= 1，当f= 100kHz时，有可视为良导体vg>vp反常色散媒质5.5.1等离子体中的平面波自然界中等离子体很多，位于地球上空60~2000 km处的电离层就是这种等离子体。除此之外，还有太阳、流星余迹、火箭喷出的废气、电弧以及燃烧的火焰等也都是等离子体。5.5均匀平面波在各向异性媒质中的传播等离子体是电离了的气体，它由大量带负电的电子、带正电的离子以及中性粒子组成。等离子体的基本特征之一是带负电的电子与带正电的离子具有相等的电量，因而等离子体在宏观上仍是电中性的。分析等离子体中电磁波传播的方法是把等离子体等效看成介质。首先通过电磁场与等离子体之间相互作用的物理过程，求出电离层的等效的介电常数，然后，再讨论平面波在这种电各向异性媒质中的传播特性。当电磁波在等离子体中传播时，等离子体中的电子和离子在电磁场的作用下运动形成电流，这种由带电粒子运动形成的电流称为运流电流，这一运流电流决定等离子体的等效介电常数。如果有一个较强的外加恒定磁场作用于等离子体使其磁化，这时等离子体显示电各向异性的特点，其等效介电常数是一个张量。

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