《电磁场与电磁波》刘岚 课后习题解答(第八章).doc 9页

'第8章习题解答【8.1】已知：原子质量=107.9，密度=10.53×，阿佛加德罗常数=6.02×，电荷量=1.6×电子质量=9.11×，绝对介电系数（真空中）=8.85×银是单价元素，由于价电子被认为是自由电子，因而单位体积内的电子数目等于单位体积内的原子数目。即每立方米的自由电子：可得（对于银）将上述、和的值代入和中可得则故【8.4】解：良导体场衰减因子9 当传播距离时，用分贝表示即为55dB。【8.2】已知：电导率=4.6，原子质量=63.5，海水平均密度=1.025×，阿佛加德罗常数=6.02×，电荷量=1.6×，，电子质量=9.11×，绝对介电系数（真空中）=8.85×解：（1）与8.1题一样，可以求出每立方米的自由电子：则而所以：（2）依题意，满足可以求出9 【8.3】解：当法向入射时，，所以，，其中参数的解法与8.1、8.2题公式相同。（1）对于电离层（2）对于金属铜【8.5】证：（1）在导电媒质中场矢量满足的麦克斯韦方程为本构关系为。对的旋度方程两边取旋度，有再将麦克斯韦方程组的第四方程代入，并考虑到上方程变为9 （2）在单色波情况下，导电媒质中的麦克斯韦方程的复数形式为本构关系为。令而则得证毕。【8.6】解：良导体，则相速群速（m/s）9 【8.7】解：波速由波长，故频率又由，故则由，得电导率为9 【8.8】解：（1）当时，铜的波阻抗衰减常数（Np/m）透入深度银的波阻抗为（）衰减常熟（Np/m）透入深度（2）当时，铜的波阻抗衰减常数透入深度银的波阻抗为衰减常数透入深度9 【8.9】解：（1）由公式说明导体是良导体，故透入深度（2）由于，则交流电阻为（3）直流电阻（4）功率损耗（W）【8.10】答：在理想介质中，在x=常数的平面上，各点的电磁场量不仅相位相等，而且量值也相等，所以均匀平面电磁波的等相面和等幅面是一致的。电磁波传播无衰减，波速和波长分别为9 瞬时电场能量密度和磁场能量密度相等，平均坡印亭矢量为在导电媒质中，高频电磁波的衰减常数很大，电场强度E和磁场强度H的振幅衰减很快。都与频率有关，因此在同一媒质中，不同的频率的信号经过同一距离后，幅值的衰减，相位和波长都是不同的，这种现象称为色散，因此导电媒质也叫做色散媒质。导电媒质波阻抗很小，所以电场能量密度远小于磁场能量密度，电磁波的相速v和波长都比较小。坡印亭矢量的平均值为产生这些差异的原因，是导电媒质中的电导率，只要有电磁波存在，就必然出现传导电流，引起损耗，这样就带来了理想介质中和导电媒质中传播均匀平面电磁波的不同点。【8.11】解：对于TEnm波，其截止频率满足则对于TE10波，其截止频率为9 【8.12】解：（1）对于TEnm波，其截止频率满足则对于TE10波，其截止频率为对于TE01波，其截止频率为（2）对于TE01波，相速能流速度9'