耦合横向和微旋转波的界面反射与折射

基于广义微极磁热弹模型讨论了两微极弹性固体介质平面界面上耦合横向和微旋转波的反射与折射问题.利用两微极弹性固体平面分界面上位移和应力连续条件,建立了反射与折射波振幅的线性系统方程.数值计算给出各类反射、折射波振幅随耦合横向和微旋转波入射角的变化关系曲线.研究了热松弛时间对反射和折射热波、纵向位移波、耦合横向和微旋转波的振幅比的影响.结果表明,热松弛时间对热波、纵向位移波影响显著,而对耦合横向和微旋转波影响很小.     

远场高斯平面波折射时光斑演化特性的研究

讨论了高斯光束的远场行为,给出了传播方向为任意方向、等相面为平面、幅度呈高斯分布的高斯平面波的一般表达式.分析了高斯平面波在介质分界面处的反射与折射现象:其波矢满足均匀平面波的折射反射定律,振幅最大值满足均匀平面波的菲涅尔公式.但光斑将发生演化,由圆形演化为椭圆,椭圆光斑的长短轴取决于入射介质和折射介质的折射率之比.最后给出了入射光的场强同时包含垂直入射面分量和平行入射面分量时反射波与折射波的一般表达式.     

电畴结构对表面波的影响

本文通过理论计算分析了180°铁电畴结构对表面波的作用.计算证明,6mm晶体或极化的钛酸钡陶瓷等的180°铁电畴层界面存在铁电畴层表面波.计算并得出了不同条件下所在界面的表面波的色散关系.最后还讨论了这些表面波存在的条件.     

试证反射波、折射波与入射波的关系

如图1所示,设平面电磁波(?)从介质①入射于界面上,产生反射波(?)和折射波(?),它们的表示式为:下面将根据电磁场的边值关系(?)及(?)推出三个波的关系。1 角频率关系     

电磁波在双轴左手介质中的异常反射和折射

讨论了电磁波在双轴左手介质中的传播和电磁波在普通介质与双轴左手介质界面上的反射和折射.当ε220,μ110,μ330(μ220,ε110,ε330)时,电极化波(磁极化波)在双轴左手介质中不能传播,而在其它情况,电磁波的入射角只有在满足一定条件时才能传播.当电磁波从普通介质入射到双轴左手介质的分界面上时,满足ω2ε22μ33k2sin2θ(ω2ε33μ22k2sin2θ)时,电极化波(磁极化波)将发生折射,论文还讨论了在两界面上电磁波发生全反射的条件,这些结果与普通介质与各向同性左手介质界面上的反射不同.     

声波在液浸多层多孔介质中的反射和透射

根据Biot多孔介质声学理论和多孔介质界面条件,从理论和实验上研究了声波在液浸层状多孔介质中的反射和透射.从导出的计算公式可知,声波的反射、透射系数与声波的频率、入射角及各层多孔介质参数(厚度、孔隙度、弹性参数等)有关.对水浸单层多孔介质板的参数进行的计算表明,当介质板厚与声波波长呈一定比例时,反射系数、透射系数能取得极值.用实验测量方法对这一结论进行了验证,实验结果与理论预测结果相吻合.     

半无限大运动介质界面上电磁波的传播特征

利用Lorentz和电磁场量交换,考虑当一束入射波从静止坐标系向半无限大运动介质界面入射时,观测者位于静止坐标系下,所观测到的运动介质界面上反射和透射波的电磁场量,反射、透射波传播频率,反射角、透射角和时域平均能流密度的传递特征.最后就推导结果分两种情况进行讨论,阐述其物理意义,并验证推导结果的正确性.     

沿任意方向运动多层介质分界面上电磁波的广义传播特征分析

利用静止和沿任意方向运动坐标系间的Lorentz变换矩阵,以及运动分层介质界面上的边界条件、电磁场的状态方程和本构关系,推导平面波入射下多层介质沿任意方向运动时电磁波的广义传播特征.分析沿某一坐标方向运动多层介质电磁波的矩阵传递关系,并将这种传播关系退化到半空间分层介质界面沿任意方向,或且当多层介质运动速度为零时,其传...     

光波场在2种介质界面反射时的半波损失

在波动光学中常常会遇到光波场在2种介质分界面上反射时的半波损失问题,而大多数教科书并未能从理论上阐明半波损失产生的条件和原因.从电磁场的基本理论出发,分析和讨论了光波场在两种界面上反射时的半波损失问题,从本质上全面,合理地解释了在实验中产生半波损失的实验结果.     

界面多个共线裂纹对SH波的散射及其动应力强度因子

采用Green函数的方法,研究界面多个共线裂纹对SH波的散射问题.利用半空间水平面上任意一点的,承受时间谐和的,出平面线源载荷作用的位移函数;采用沿界面剖分的方法,构造界面多个共线裂纹的散射模型;并利用界面上的连续条件,建立待定外力系的定解积分方程组,进而求得裂纹尖端的动应力强度因子.讨论了界面两个共线裂纹与SH波的散射结果,给出了裂纹尖端动应力强度因子随介质参数变化的分布规律.     

平面多层介质中时谐辐射场的Green函数

利用物理方法求解了平面分区介质中时谐辐射场的Green函数，以三层介质结构为例，给出系统的等效反射率和折射率。结果表明，当源点与场点在边层介质中时，其Green函数具有行波形式，复合介质层的作用可用系统等效参数描述；而内域介质层中的Green函数，则因介质界面对波的折射和多次反射，使之满足边界条件，因而还附有驻波形式的通解。     

正交各向异性弹性层/功能梯度压电半空间结构中Love波的传播

研究了功能梯度压电半空间上覆盖一层正交各向异性弹性层结构中Love波的传播特性.覆盖层与基底的界面连接方式分别考虑了理想接触和非理想接触2种模式,功能梯度压电半空间的材料性能沿垂直于界面方向以指数函数形式变化.基于推导的频散方程,结合数值算例分析了材料性能梯度变化、正交各向异性材料的切割角度和非理想界面的连接程度对相速度的影响,其结果对功能梯度压电材料的覆层结构在声波器件中的应用具有重要的参考价值.     

求解电磁波在层状有耗介质中反射和透射的精细积分方法

层状体系分界面处,电场与磁场的水平分量连续,为了便于匹配分界面处的边界条件,将频域麦克斯韦方程化为只含有电场与磁场水平分量的一阶常微分方程形式.采用基于两端边值问题的精细积分方法,分析了电磁波在层状有耗介质中的反射与透射问题.把控制方程按边值问题求解,可以避免在运算过程中出现指数矩阵相乘的大数溢出问题.将数值计算结果与广义传播矩阵方法加以对比,结果显示,精细积分方法具有更好的精度和数值稳定性.     

含弱界面的复合材料层合板对水平剪切波的散射

对含有弱界面的复合材料层合板,采用弱连接界面的剪切弹簧模型,借助波函数法研究了水平剪切波入射时层合板对波的散射,得到了解析结果.数值计算结果表明,弱界面处在不同位置时,对以一定角度入射到复合材料层合板的水平剪切波,其反射和透射系数有明显变化;当层合板中弱界面的力学性能参数强弱不同时,以入射角为变量所得到的透射系数和反射系数曲线呈现出明显差异.证明了根据含弱界面复合材料层合板所得到的水平剪切波的散射规律,不仅能够确定反映弱界面力学性质的参数R的大小,而且还能够判明弱界面所在的位置,这将为复合材料层合板中弱界面的超声无损检测提供依据.     

左-右手系材料界面上的表面波

利用严格的电磁理论证明2种偏振入射都能在各向同性的负折射材料与正折射材料界面上激发表面波,并推导出了相应表面波的传播波矢和激发条件.针对电磁波在非线性左手系材料中的传播性质,研究左、右手系材料界面上非线性TE表面波的传播行为,分析表明:2种界面上的非线性TE表面波均存在频率通带和禁带.     

左手材料表面的电磁波反射特性

研究电磁波从真空投射到左手材料表面时的反射和折射现象,分析了反射波和折射波的振幅、偏振、相位的特征.研究表明,根据电容率ε和磁导率μ取值,可以将左手材料分为两类,它们具有不同的布儒斯特角,其反射波的偏振特性明显不同.对于电场垂直或平行于入射面的情形,折射波的相位行为相同,但是在布儒斯特角两侧反射波的相位跃变表现不同的特征.还探讨了εμ>1和εμ<1两种左手材料对反射波相位行为的影响,分析了反射波的相位特征,并对电磁波从真空投射到一般右手材料和投射到左手材料的情形进行了比较.     

层状多孔介质方程的平衡解

主要研究层状多孔介质中渗流问题在平衡状态下各种边值问题的平衡解的存在性，揭示了层状介质渗流问题解的一些独特的性质。     

任意入射电磁波在不均匀等离子体的传播

用两点边值问题的方法,数值求解了任意入射角的平面电磁波在任意极化方向的任意平面分层不均匀等离子体中的反射与透射;通过建立任意分层介质的物理模型,给出了电磁波的统治方程;在假设电场垂直与平行于入射面的2种条件下,运用IMSL的子程序BVPFD计算给出了数值结果.数值结果显示:当归一化频率小于1.3时,大部分反射,小部分透射;而当归一化频率大于1.3时,则小部分反射,大部分透射.