电磁场与电磁波(第4版)教学指导书 第5章 平面电磁波
电磁场与电磁波第四版之均匀平面波在无界空间中的传播65页PPT
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
ห้องสมุดไป่ตู้
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
电磁场与电磁波第四版之均匀平面波在无 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。 界空间中的传播
电磁场与电磁波实验指导书(参考)
电磁场与电磁波实验指导书目录实验一电磁波感应器的设计与制作实验二电磁波传播特性实验实验三电磁波的极化实验实验四天线方向图测量实验实验一电磁波感应器的设计与制作一、预习要求1、什么是法拉第电磁感应定律？2、什么是电偶极子？3、了解线天线基本结构及其特性。
二、实验目的1、认识时变电磁场，理解电磁感应的原理和作用。
2、通过电磁感应装置的设计，初步了解天线的特性及基本结构。
3、理解电磁波辐射原理。
三、实验原理随时间变化的电场要在空间产生磁场，同样，随时间变化的磁场也要在空间产生电场。
电场和磁场构成了统一的电磁场的两个不可分割的部分。
能够辐射电磁波的装置称为天线，用功率信号发生器作为发射源，通过发射天线产生电磁波。
图1 电磁感应装置如果将另一付天线置于电磁波中，就能在天线体上感生高频电流，我们可以称之为接收天线，接收天线离发射天线越近，电磁波功率越强，感应电动势越大。
如果用小功率的白炽灯泡接入天线馈电点，能量足够时就可使白炽灯发光。
接收天线和白炽灯构成一个完整的电磁感应装置，如图1所示。
电偶极子是一种基本的辐射单元，它是一段长度远小于波长的直线电流元，线上的电流均匀同相，一个作时谐振荡的电流元可以辐射电磁波，故又称为元天线，元天线是最基本的天线。
电磁感应装置的接收天线可采用多种天线形式，相对而言性能优良，但又容易制作，成本低廉的有半波天线、环形天线、螺旋天线等，如图2所示。
图2 接收天线本实验重点介绍其中的一种─—半波天线。
半波天线又称半波振子，是对称天线的一种最简单的模式。
对称天线（或称对称振子）可以看成是由一段末端开路的双线传输线形成的。
这种天线是最通用的天线型式之一，又称为偶极子天线。
而半波天线是对称天线中应用最为广泛的一种天线，它具有结构简单和馈电方便等优点。
半波振子因其一臂长度为/4λ，全长为半波长而得名。
其辐射场可由两根单线驻波天线的辐射场相加得到，于是可得半波振子（/L λ=4）的远区场强有以下关系式：()cos(cos )sin I I E f r rθπθθ==60602 式中，()f θ为方向性函数，对称振子归一化方向性函数为：()()maxcos(cos )sin f F f θθπθθ==2 其中max f 是()f θ的最大值。
电磁场与电磁波(第4版)教学指导书 第2章 电磁场的基本规律
库仑定律是静电场的基本实验定律，它是以引入“点电荷”模型为基础，是在无限大的均匀、线性和各向同性电介质中总结出的实验定律。
静止点电荷之间的相互作用力称为静电力。库仑定律表明，两个点电荷之间静电力的大小与两个点电荷的电量成正比，与电荷之间距离的平方成反比，方向在两个电荷的连线上。
静电力符合叠加原理。
（2.33）
（2.34）
（2.35）
2.1.7电磁场的边界条件
1.边界条件的一般形式
（2.36a）
（2.36b）
（2.36c）
（2.36d）
式中的 为媒质分界面法线方向单位矢量，选定为离开分界面指向媒质1。
2.两种理想介质分界面 的边界条件
（2.37a）
（2.37b）
（2.37c）
（2.37d）
3.理想导体的边界条件（设定媒质2为理想导体）
1.安培力定律
真空中，线电流回路 对回路 的磁场力为
（2.19）
2.磁感应强度
已知电流分布求解磁感应强度
线电流 （2.20）
面电流 （2.21）
体电流 （2.22）
3.静磁场方程
积分形式： （2.23）
（2.24）
微分形式： （2.25）
（2.26）
2.1.4电磁感应定律
积分形式： （2.27）
微分形式： （2.28）
在另一些情况下，电量 可能存在于面积元 或线元 上，此时分别定义电荷面密度 和电荷线密度
一般情况下，电荷密度在各点是不相同的。因此电荷密度 、 和 都是空间坐标的点函数。
除此之外，电磁场还有“点电荷”这一种特殊分布。当带电体本身的几何线度比起它到其它带电体的距离小得多时，带电体的形状以及电荷在其中的分布已无关紧要。这样，就可把带电体抽象为一个几何点，称为点电荷q。利用 函数，可将位于 处的点电荷q的体密度 表示为 。
第五章 平面电磁波
图5.4.1 信号在有损介质中传输的色散失真
从图中可以看出，z=0处波形很窄，波形在传 输到z=L处被展宽，这会产生信号的失真。失真较 严重时，两列脉冲交叠在一起，信号也就不能正常 传输了。
2. 电磁波的群速度 在有损介质中电磁波信号的传播速度，实际
上就是多种频率叠加而形成的波包的传播速度， 通常称为群速度vg。群速度vg与相速度不同，相 速度vp是电磁波等相面的传播速度。
上式是以Ex和Ey为变量的椭圆方程。即电场强度 矢量的端点是椭圆，所以称为椭圆极化波。
线极化波和圆极化波可以看做椭圆极化波的特 例。
例5.5.1判断下列平面电磁波的极化形式。
所以电磁波是沿着z轴负方向传播，Ex和Ey的相差为π， 故为线极化波在二、四象限。 （2） 可得
写成瞬时值 所以电磁波是沿z轴正方向传播，Ex与Ey的相差为 π/2，故为右旋圆极化波。
所以，由于频率引而起的相速度差别不大。 再来看良导体中的相速
可见，良导体中v与 成正比。因此良导体的 色散非常严重。
那么电磁波的色散对信号的传输有什么影响呢？ 前面几节讨论的是单一频率的均匀平面电磁波。 而信号是不同频率的谐波叠加而成，单一频率的均 匀平面谐波不能携带任何信号。这样信号在有损介 质中传播，就会使某些频率的谐波相速度增大，另 一些频率的谐波相速度减小。如果信号从z=0出发， 就会使某些频率的谐波先到达距离z=L处，另一些 频率的谐波后到达z=L处。所以信号在有损介质中 传输，会引起色散失真，如图5.4.1所示。
1. 复介电常数 引入复介电常数后，无源导电介质的麦克斯韦方程为
2. 导电介质中的电场强度 电场强度的瞬时值表达式为
导电媒质电场强度的传播规律： （1） 导电介质中电场强度是按照e-αz衰减的，α是表示单
电磁场与电磁波(第4版)第5章 均匀平面波在无界空间中的传播
电磁场与电磁波第5章 均匀平面波在无界空间中的传播1C.Y.W@SDUWH2010电磁场与电磁波第5章 均匀平面波在无界空间中的传播2均匀平面波的概念 波阵面：空间相位相同的点构成的曲面，即等相位面 平面波：等相位面为无限大平面的电磁波 均匀平面波：电磁波的场矢量只沿着它的传播方向变化，等相 位面上电场和磁场的方向、振幅都保持不变的平面波。
均匀平面波是电磁波的一种理想 情况，其特性及分析方法简单，但又 表征了电磁波的重要特性。
实际应用中的各种复杂形式的电 磁波可看成是由许多均匀平面波叠加 的结果。
另外，在距离波源足够远的 地方，呈球面的波阵面上的一小部分 也可以近似看作均匀平面波。
C.Y.W@SDUWH 2010波阵面xE波传播方向o yzH均匀平面波电磁场与电磁波第5章 均匀平面波在无界空间中的传播3本章内容5.1 理想介质中的均匀平面波 5.2 电磁波的极化 5.3 均匀平面波在导电媒质中的传播 5.4 色散与群速 5.5 均匀平面波在各向异性媒质中的传播C.Y.W@SDUWH2010电磁场与电磁波第5章 均匀平面波在无界空间中的传播45.1 理想介质中的均匀平面波5.1.1 理想介质中的均匀平面波函数 5.1.2 理想介质中的均匀平面波的传播特点 5.1.3 沿任意方向传播的均匀平面波C.Y.W@SDUWH2010电磁场与电磁波第5章 均匀平面波在无界空间中的传播55.1.1 理想介质中的均匀平面波函数 设在无限大的无源空间中，充满线性、各向同性的均匀理想 介质。
均匀平面波沿 z 方向传播，则电场强度和磁场强度都不是 x 和 y 的函数，即∂E ∂E ∂H ∂H = =0, = =0 ∂x ∂y ∂x ∂yd2E d2H + k 2E = 0 , + k 2H = 0 dz 2 dz 2∂Ez =0 ∂zHz = 0∂Ex ∂E y ∂Ez + + =0 由于 ∇ ⋅ E = ∂x ∂y ∂zEz = 0∂ 2 Ez + k 2 Ez = 0 ∂z 2同理 ∇ ⋅ H =∂H x ∂H z + + =0 ∂x ∂y ∂z∂H y结论：均匀平面波的电场强度和磁场强度都垂直于波的传播 方向 —— 横电磁波（TEM波）C.Y.W@SDUWH 2010电磁场与电磁波第5章 均匀平面波在无界空间中的传播6在直角坐标系中：∇ 2 F = ex∇ 2 Fx + ey ∇ 2 Fy + ez ∇ 2 Fz 即 (∇2 F )i = ∇ 2 Fi(i = x, y, z )2 2教材第28页 式(1.7.5)2 2 如：(∇ F )φ ≠ ∇ Fφ注意：对于非直角分量， (∇2 F )i ≠ ∇2 Fi 由电场强度满足波动方程 ∇ E + k E = 0ex ∇ 2 Ex + ey ∇ 2 E y + ez ∇ 2 Ez + k 2 (ex Ex + ey E y + ez Ez ) = 0 即⎧∇ 2 Ex + k 2 Ex = 0 ⎪ 2 2 ⎨∇ E y + k E y = 0 ⎪ 2 ∇ Ez + k 2 Ez = 0 ⎩⎧ ∂ 2 Ex ∂ 2 Ex ∂ 2 Ex + + 2 + k 2 Ex = 0 ⎪ 2 2 ∂y ∂z ⎪ ∂x ⎪ ∂2 Ey ∂2 Ey ∂2 Ey ⎪ + + + k 2 Ey = 0 ⎨ 2 2 2 ∂y ∂z ⎪ ∂x ⎪ ∂2 E ∂2 E ∂2 E z + 2 z + k 2 Ez = 0 ⎪ 2z + ∂x ∂y 2 ∂z ⎪ ⎩2010C.Y.W@SDUWH电磁场与电磁波第5章 均匀平面波在无界空间中的传播7对于沿 z 方向传播的均匀平面波，电场强度 E 和磁场强度 H 的分量 Ex 、Ey 和 H x 、H y 满足标量亥姆霍兹方程，即d 2 Ex + k 2 Ex = 0 dz 2 d2Ey + k 2Ey = 0 dz 2 2 d Hx + k 2H x = 0 dz 2 d2H y + k 2H y = 0 dz 2以上四个方程都是二阶常微分方程，它们具有相同的形式，因 而它们的解的形式也相同。
电磁场与电磁波课件第5章 静态场的边值问题
1 2 ，
然后进行 证明.同样可得出结论,其解唯一.
设φ1φ2是同一有源区域的边值问题
2 的解。 | f1 ( S )
即在区域V内，φ1和φ2满泊松方程，即
1 2 2
2
在V的边界S上，φ1和φ2满足同样的边界条件， 即
5.3.1 导体平面镜像
设在无限大导体平面(z=0)附近有一点电荷与平面距离为z=h 。 若导体平面接地，则导体平面电位为零，如图所示。求上半 空间中的电场。 分析：上半空间任一点 P处的电位，应等于点 电荷q和无限大导体平 板上感应的负电荷产生 的的电位总和。因此， 上半空间的电位问题可 表示为 ：
2
C (常数)
0
1 2
C 0
5.3 镜像法
实质:是以一个或几个等效电荷代替边界的影响，将原来具有边
界的非均匀空间变成无限大的均匀自由空间，从而使计算过程 大为简化。
依据：惟一性定理。等效电荷的引入必须维持原来的边界 条件不变。这些等效电荷通常处于镜像位置，因此称为镜 像电荷，而这种方法称为镜像法。
2 A ( A) A J
人为规定
A 0
这个规定被称为库仑规范
于是有
2 A J
此式即为矢量磁位的泊松方程。
在没有电流的区域有J 0
2 A0
此式即为矢量磁位的拉普拉斯方程。 (2) 磁场的标量位函数 在没有电流分布的区域内，恒定磁场的基本方程变为 H 0 B 0 这样，在无源区域内，磁场也成了无旋场，具有位场的性 质，因此，象静电场一样，我们可以引入一个标量函数， 即标量磁位函数
电磁场与电磁波(第4版)第5章部分习题参考解答
5.1 在自由空间中，已知电场3(,)10sin() V/m y E z t e t z ωβ=−G G，试求磁场强度。
(,)H z t G解：以余弦为基准，重新写出已知的电场表示式3π(,)10cos( V/m 2y E z t e t z ωβ=−−G G这是一个沿方向传播的均匀平面波的电场，其初相角为z +90−D 。
与之相伴的磁场为300311π(,)(,)10cos(210πcos() 2.65sin() A/m120π2z z y x x H z t e E z t e e t z e t z e t z ωβηηωβωβ=×=×−−=−−−=−−G G G G G G G5.2 理想介质（参数为0μμ=、r 0εεε=、0σ=）中有一均匀平面波沿x 方向传播，已知其电场瞬时值表达式为9(,)377cos(105) V/m y E x t e t x =−G G试求：(1) 该理想介质的相对介电常数；(2) 与(,)E x t G相伴的磁场；(3) 该平面波的平均功率密度。
(,)H x t G 解：(1) 理想介质中的均匀平面波的电场E G应满足波动方程2220EE tμε∂∇−=∂G G据此即可求出欲使给定的E G满足方程所需的媒质参数。
方程中222929425cos(105)y y y y y E E e E e e t x x∂∇=∇==−−∂G G G G 221892237710cos(105)y y y E E e e t t x∂∂==−×−∂∂G G G x = 故得91899425cos(105)[37710cos(105)]0t x t x με−−+×−即18189425251037710με−==×× 故181882r 0025102510(310) 2.25εμε−−×==×××=其实，观察题目给定的电场表达式，可知它表征一个沿x +方向传播的均匀平面波，其相速为98p 10210 m/s 5v k ω===× 而8p 310v ====×故2r 3() 2.252ε==(2) 与电场相伴的磁场E G H G 可由0j E ωμ∇×=−H G G求得。
电磁场与电磁波(第四版之第五章均匀平面波在无界空间中的传播)
x E O H
z
理想介质中均匀平面波的 E 和 H
04:03
电磁场理论
第5章
均匀平面波在无界媒质中的传播
例 频率为100MHz的正弦均匀平面波在各向同性的均匀理想介质中沿 +Z 方向传播，介质的特性参数为 r 4, r 1 0 。设电场沿x方向， 即 E e E 。已知：当t=0, z=1/8 m时，电场等于其振幅 104V / m 。 x x 试求:（1）波的传播速度、波长、波数；（ 2）电场和磁场的瞬时表达式； （3）坡印廷矢量和平均坡印廷矢量。 解：由已知条件可知：频率: f 100MHz 振幅: Ex 0 104V / m
(2)设 E ex E0 cos(t kz 0 )
04:03
3 8 v 10 m/ s (1) p r r 0 0 2 4 8 2 8 k 2 10 10 3 3 2 1.5m k
1
1
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电磁场理论
第5章
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电磁场理论
第5章
均匀平面波在无界媒质中的传播
无界理想媒质中均匀平面波的传播特性总结
电场、磁场与传播方向之间相互垂直，是横电磁波（TEM波)。 无衰减，电场与磁场的振幅不变。 波阻抗为实数，电场与磁场同相位。 电磁波的相速与频率无关，无色散。 电场能量密度等于磁场能量密度， 能量的传输速度等于相速。
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电磁场理论
第5章
均匀平面波在无界媒质中的传播
相伴的磁场
令
E E1 E2 ex E e jkz ex E e jkz ，由 E j H 得 j j ( E e jkz ) H1 E1 ey z 1 k jkz jkz ez E1 ey E e ez ex E e
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第5章 平面电磁波5.1基本内容概述本章讨论均匀平面波在无界空间传播的特性，主要内容为：均匀平面波在无界的理想介质中的传播特性和导电媒质中的传播特性，电磁波的极化，均匀平面波在各向异性媒质中的传播、相速与群速。
5.1.1理想介质中的均匀平面波1．均匀平面波函数在正弦稳态的情况下，线性、各向同性的均匀媒质中的无源区域的波动方程为220k ∇+=E E对于沿z 轴方向传播的均匀平面波，E 仅是z 坐标的函数。
若取电场E 的方向为x 轴，即x x E =E e ，则波动方程简化为222d 0d x x E k E z+= 沿＋z 轴方向传播的正向行波为()j jkz x m z E e e φ-=E e （5.1）与之相伴的磁场强度复矢量为()()z kz z ωμ=⨯H e E 1j jkz ym E e e φη-=e （5.2）电场强度和磁场强度的瞬时值形式分别为(,)Re[()]cos()j t x m z t z e E t kz ωωφ==-+E E e （5.3）(,)Re[()]cos()j t m y Ez t z e t kz ωωφη==-+H H e （5.4）2．均匀平面波的传播参数 （1）周期2T πω=(s)，表示时间相位相差2π的时间间隔。
（2）相位常数k =（rad/m ），表示波传播单位距离的相位变化。
（3）波长kπλ2=（m ），表示空间相位相差2π的两等相位面之间的距离。
（4）相速p v kω==m/s ），表示等相位面的移动速度。
（5）波阻抗（本征阻抗）x y E H η==Ω），描述均匀平面波的电场和磁场之间的大小及相位关系。
在真空中，37712000≈===πεμηη（Ω） 3．能量密度与能流密度在理想介质中，均匀平面波的电场能量密度等于磁场能量密度，即221122εμ=E H电磁能量密度可表示为22221122e m w w w εμεμ=+=+==E H E H （5.5）瞬时坡印廷矢量为21zη=⨯=S E H e E （5.6）平均坡印廷矢量为211Re 22av z η*⎡⎤=⨯=⎣⎦S E H e E （5.7） 4．沿任意方向传播的平面波对于任意方向n e 传播的均匀平面波，定义波矢量为n x x y y z z k k k k ==++k e e e e （5.8）则00()n jk j --==e r k r E r E e E e （5.9）()()1n η=⨯H r e E r （5.10）00n =e E （5.11）5.1.2电磁波的极化1．极化的概念波的极化表征在空间给定点上电场强度矢量的取向随时间变化的特性, 并用电场强度矢量的端点在空间描绘出的轨迹来描述。
电磁波的极化状态分为：直线极化、圆极化、椭圆极化。
2．极化的三种状态一般情况下，沿z 方向传播的均匀平面波的电场可表示为cos()cos()x xm x y ym y E t kz E t kz ωφωφ=-++-+E e e（1） 直线极化直线极化的条件：0y x φφ-=或π±； 极化角： arctan()arctan()y ym xxmE E const E E α==±=（2） 圆极化圆极化的条件：m ym xm E E E ==、2y x πφφ-=±；合成波电场强度的大小：const E E E E m y x ==+=22极化角：arctan()y xE t E αω==±当2y x πφφ-=时，为左旋圆极化波；当2y x πφφ-=-时，为左旋圆极化波；（3）椭圆极化当x φ、y φ和xm E 、ym E 不满足上述条件时，就构成椭圆极化波。
直线极化和圆极化都可看作椭圆极化的特例。
5.1.3导电媒质中的均匀平面波导电媒质的典型特征：电导率0σ≠，电磁波在其中传播时，有电磁能量的损耗。
1．导电媒质中的平面波函数在导电媒质中，电场强度E 满足的亥姆霍兹方程为220γ∇-=E E式中：c j jk j γαβ=+==c k =c jσεεω=-为复介电常数。
对于沿+z 方向传播均匀平面波，若取x x E =E e ，则z z j z x xm x xm E e E e e γαβ---==E e e （5.12）与电场相伴的磁场为00111z z j z yycccE e E e e γγφηηη---=⨯==H e E e e （5.13）式中：α=P N /m ；β=rad/m ；j c c e φηη==为导电媒质的本征阻抗，是一复数。
电场和磁场的瞬时值形式()()0,cos z x z t E e t z αωβ-=-E e （5.14）01(,)cos()z y cz t E e t z αωβφη-=--H e （5.15）导电媒中均匀平面波的瞬时坡印廷矢量为()()2201cos cos az zcE e t z t z ωβωβφη-=---S e （5.16） 平均坡印廷矢量为2201cos 2az av zcE e φη-=S e （5.17）2．弱导电媒质 满足条件σωε<<1的媒质称为弱导电媒质，此时α≈（5.18）β≈ （5.19）)2c j γηωε≈+ （5.20）p v ωβ=≈ （5.21）2πλβ=≈ （5.22）3．良导体 满足条件σωε>>1的媒质称为良导体，此时αβ≈≈ （5.23）(1c j η≈=+ （5.24）p v ωβ=≈ （5.25）2v f πλβ==≈ （5.26） 在良导体中，磁场的相位滞后于电场o 45。
电磁波在良导体中衰减很快，主要存在于良导体表面的一个薄层内，用趋肤深度δ（或穿透深度）来描述1δα=≈（5.27）5.1.4 群速群速g v 是包络波上任一恒定相位点的推进速度d d g v ωβ=（5.28） 群速与相速之间的关系为d 1d Pg P P v v v v ωω=-（5.29） 群速与相速一般是不相等的，存在以下三种可能情况：（1）d 0d Pv ω=，即相速与频率无关，此时g P v v =，即群速等于相速，称为无色散； （2）d 0d P vω<，即相速随着频率升高而减小，此时g P v v <，称为正常色散；（3）d 0d P vω>，即相速随着频率升高而增加，此时g P v v >，称为反常色散。
5.1.5 均匀平面波在各向异性媒质中的传播1．均匀平面波在磁化等离子体中的传播设外加恒定磁场为00z B =B e ，则等离子体的介电常数的张量为11122122330000εεεεεε⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦（5.30） 其中21122022[1]Pc ωεεεωω==+- （5.31） 21221022()c Pc j ωωεεεωωω=-=- （5.32）23302[1]Pωεεω=- （5.33）电场E 的波动方程220()0ωμε∇-∇∇+=E EE对于沿外加恒定磁场0B方向（即z e 方向）传播的均匀平面波，有1β==（5.34）2β== （5.35）一个为左旋圆极化波，一个为右旋圆极化波。
由于两个圆极化波的相速不相等，合成波的极化面在磁化等离子体内以0B 为轴而不断旋转，这种现象称为法拉第效应。
2. 均匀平面波在磁化铁氧体中的传播设外加恒定磁场为00z B =B e ，则饱和磁化铁氧体的磁导率张量为1112212233000μμμμμμ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦（5.36） 其中1122022(1)c mc ωωμμμωω==+- （5.37）1221022m c j ωωμμμωω=-=- （5.38）330μμ= （5.39）磁场强度H 的波动方程22()0ωεμ∇-∇∇+=H H H对于沿外加恒定磁场0B 方向（即z e 方向）传播的均匀平面波，有1β==（5.40） 2β== （5.41）5.2 教学基本要求及重点、难点讨论5.2.1 教学基本要求掌握波的概念和表示方法，理解均匀平面波的概念以及研究均匀平面波的重要意义；理解和掌握均匀平面波在无界理想介质中的传播特性；理解和掌握均匀平面波在无界有损耗媒质中的传播特性，理解描述传播特性的参数的物理意义。
掌握波的极化的概念以及研究波的极化的重要意义，掌握三种极化方式的条件并能正确判别波的极化状态；理解群速的概念以及群速与相速的关系；了解电磁波在各向异性媒质中传播问题的分析方法及其传播特性。
5.2.2 重点、难点讨论1．均匀平面电磁波均匀平面波是教学中的一个重点。
研究电磁波的传播，要明确研究些什么，用什么参量来表征波的传播特性，空间媒质对波的传播又有什么样的影响？了解什么是均匀平面波，研究均匀平面波的意义何在？均匀平面波的波阵面（或等相位面、波前）为平面，且在波阵面上各点的场强都相等。
也就是说，在与波传播方向垂直的无限大平面（即等相位面）内，场的方向、振幅和相位都相同。
它的特性及讨论方法简单，但又能表征电磁波重要的和主要的性质。
均匀平面波是电磁波的一种最简单形式。
实际应用的各种复杂形式的电磁波可以看成是由许多均匀平面波叠加的结果；远离波源的球面波，当所讨论的区域很小，可近似地看成平面波。
分析均匀平面波这一特殊的电磁波形式，既可以使问题大大简化，又不妨碍对电磁波传播特性的认识，因此有着重要意义。
对于均匀平面波，重点是掌握在无界理想介质和有损耗媒质中的传播特性。
均匀平面波在理想介质中传播时，其传播特性可归纳如下：① 是一个横电磁波（TEM 波），电场E 和磁场H 都在垂直于传播方向的横向平面内，且存在以下关系式1n e η=⨯H E 或 n η=⨯E H e② 在传播过程中，电场E 与磁场H 的振幅无衰减，波形不变化。
③ 电场E 与磁场H 同相位，η==E H 是实数。
④ 波的相速p v =μ、ε有关，与频率无关，是非色散波。
⑤ 电场能量密度等于磁场能量密度。
分析均匀平面波在导电媒质中的传播时，关键点是媒质的损耗特性。
从分析方法上，引入等效复介电常数，均匀平面波在理想介质中传播情况类比。
但由于媒质的损耗特性，使得均匀平面波在导电媒质中的传播特性与其在理想介质中的传播特性有很大的差异。
均匀平面波在导电媒质中的传播特性可归纳如下：① 是一个横电磁波（TEM 波），E 和H 都在垂直于传播方向的横向平面内，有如下关系式1n cη=⨯H e E 或 ()n c η=⨯E H e② 在传播过程中有衰减，电场E 与磁场H 的振幅有衰减，波形要发生变化。
③c E H η==E 和H 不同相位。
④ 波的相速()p v ωβω=不仅与媒质参数μ、ε、σ有关，还与频率有关，是色散波。
⑤ 电场能量密度小于磁场能量密度。