运动媒质对电磁波的拖曳作用

用相对论的方法求得了运动媒质中电磁波的群速度和能流密度，进而分析了它们的物理特征，并由此讨论了运动媒质对电磁波的拖曳作用。     

电磁波在介电常数和磁导率俱为负数的媒质中的传播

从理论上分析了电磁波在介电常数和磁导率同时为负数的媒质中的传播特点.详细讨论了电磁波以垂直入射和斜入射两种方式照射到不同媒质的分界面时,电磁波的传播规律,介绍了右手物质和左手物质的分界面对电磁波传播的影响,并与两种右手物质的分界面对电磁波传播的影响进行了比较.     

电磁波在介电常数和磁导率俱为负数的媒质中的传播

从理论上分析了电磁波在介电常数和磁导率同时为负数的媒质中的传播特点。详细讨论了电磁波以垂直入射和斜入射两种方式照射到不同媒质的分界面时，电磁波的传播规律，介绍了右手物质和左手物质的分界面对电磁波传播的影响，并与两种右手物质的分界面对电磁波传播的影响进行了比较。     

用菲涅尔公式分析光学中的几个问题

光波在两种均匀各向同性媒质界面上发生反射和折射，入射波、反射波、折射波的振幅、位相、能流密度等，均可以使用电磁波理论中的菲涅尔公式给予分析，本文利用菲涅尔公式，给出了薄膜干涉时不同分量的 电场波半波损失发生在何处；折射光振幅可以大于入射光振幅；折射光光强可以大于入射光光强的结果。     

电磁波在芯层为负折射率媒质的介质波导中的传播

分析了电磁波在正负折射率媒质界面、两种负折射率媒质界面处的传播特性,并对负折射率媒质为芯层(波导层)的介质波导的传播规律进行了探讨.其结论对于丰富波导理论和进一步研究电磁波在负折射率媒质中的传播特性及微波毫米波相关器件的设计有着重要的意义.     

不同媒质界面平面电磁波的反射与透射

利用相应的媒质界面反射、透射场方程,对平面电磁波在两种典型媒质—理想介质和理想导体表面的入射波、反射波以及透射波进行了模拟,利用模拟结果得出理想介质和理想导体的反射、透射特性.一般导电介质具有和典型介质本质不同的特征,但可以根据介质参数和电磁波频率的不同把介质近似为理想介质或理想导体.     

隐身和反隐身技术中的一级电磁模型

“隐身”技术实质上是电磁波与分层媒质的相互作用问题,而波在分层媒质中的传播历来是波传播理论中的一重大问题,因此,对“隐身”技术的研究不仅具有重要的实际意义,而且具有重要的理论意义。本文对平面电磁波以任意角度入射到无限大平面三层分层媒质(实际情况就是空气、涂层介质、金属三层)中电磁波场的分布,得出了电磁波在媒质Ⅰ(空气)中的反射条件,从而对隐形飞机外壳设计以及雷达天线罩等工程问题提供了初步的理论模型。     

基于Z变换法对双负媒质传播散射的FDTD分析

文章研究了分析双负媒质电磁散射规律的一种方法,双负媒质是介电系数和磁导系数均为负值的介质材料.引入色散Drude模型后,本构关系在时域成为卷积关系,因此将Z变换理论应用到双负媒质中的时域有限差分(FDTD)中,使FDTD可计算双负媒质中电磁波的散射和传播.该文对麦克斯韦方程做了修改,并给出双负媒质中介电系数和磁导系数均为频率函数的FDTD表达式.最后,数值仿真了电磁波与双负媒质平板的相互作用;计算了覆盖了双负媒质金属柱的电磁散射,探讨了双负媒质在隐身技术方面的应用前景.     

电磁波测井的数值计算

电磁场的数值计算随着计算机技术的飞速发展而得到很大的促进.数值方法可以解决经典法解决不了的问题.电磁波测井是电磁波理论的一个重要的应用,当电磁波在非均匀媒质中传播时,用测井仪器测量不同位置上电场的相位差和幅度比的变化,根据这些变化曲线可以求得媒质(如地层)的介电常数∈和导电率σ.因此测井问题的计算机模拟是重要的,通过它可     

沿任意方向运动多层介质内电磁波能流密度间的传递关系

基于沿任意方向运动坐标系间的Lorentz变换矩阵,以及电磁场的状态方程和本构关系,得到了平面波入射下多层运动介质任意方向运动时电磁波的传播特征.结果表明:沿任意方向运动多层介质内,每层介质层的能流密度与其相对折射率、相对磁导率和运动速度有关,任意第l层和第l+1层电磁波能流密度的表达式有传递关系.     

倏逝波及其能流密度研究

全反射的倏逝波具有特殊的性质和重要的应用。针对现有能量流动特点研究都略显简单或缺乏系统性的问题,应用电磁场理论,推导了线偏振光全反射时倏逝波的电场强度、磁场强度、能流密度和平均能流密度数学表达式;通过数值计算,分析了倏逝波平均能流密度大小及方向与入射角、入射光矢量方向之间的关系。得出以下主要结论:一般情况下,倏逝波的能量流动不仅被限制在介质分界面处的一个薄层内,平均能流密度的大小与入射角有关,而且平均能流密度的方向与入射面有一定夹角;只有当入射光矢量平行或垂直于入射面时,倏逝波的平均能流密度方向才平行于入射面。     

机械波的能流及其应用

物体中机械能密度随时间变化时,伴随着机械能的传递,存在机械能流。运用机械能流理论,可获得物体内机械能空间转移及应力状态的全部信息。通过对连续媒介中机械能转移的动力学分析,导出机械能流密度矢量S,并讨论了机械波中的机械能流。     

利用特例证明Goos-Hnchen位移

当发生全内反射时,入射到光疏媒质的能量全部被反射出去。但在计算透射波平均能流时,发现其沿界面的分量并不为0,这部分能量是从哪里来的?本文利用Goos-Hanchen效应给予了证明。     

能量速度与相速之间关系的讨论

Brillouin于 1 932年引出了能量传输速度的概念。 1 947年Rytov在波包群速度概念的基础上 ,证明了在无吸收介质中群速度与能量传播速度之间的关系。本文对能量传播速度公式中的平均能量密度及能量平均通量密度用瞬时物理量来代替 ,从而把能量速度的概念推广到包括静电磁场在内的普遍情况。另一方面 ,考虑到电场和磁场是电磁张量的不同分量 ,认为存在这样一种坐标变换 :即原坐标系中有能量速度 ,而在新坐标系中无能量速度。本文具体地找到了这样一种变换 ,且证明了在无吸收介质中上述新旧两个坐标系之间的相对速度就是能量速度。由能量速度与相速之间的关系说明了能量速度是区别于相速、群速的更一般的物理概念。对于它的深入研究有助于了解各种复杂电磁场问题中能量的传输机理     

计算砂岩出砂临界压力梯度的新方法

摘要：将毛管束模型引入到出砂问题的研究中来,同时考虑了表皮效应,建立了出砂毛管束物理模型,该模型能够将复杂的多孔介质固液耦合问题转化为宏观的管流流动问题,通过分析砂岩颗粒在毛管束中的受力和运动,建立了砂岩出砂数学模型,分析了出砂过程动态机理,推导了出砂临界压力梯度公式,该公式从理论上对出砂问题进行了定量表征。敏感性分析表明：随着表皮和表皮厚度的增大,临界压力梯度增大;随着砂粒半径的增大,临界压力梯度也随之增大。为了验证公式的有效性,设计了砂岩出砂物理模拟实验,结果表明平均误差为16%,和实验符合较好。     

自由电子密度对等离子体隐身的影响

本文研究了不均匀非磁化等离子体片的自由电子密度与目标隐身的关系,给出不同等离子体自由电子密度分布时,对不同频段的雷达电磁波的衰减.研究发现,等离子体的自由电子密度应与雷达频率相关.雷达在高频、甚高频等低频段工作时,等离子体隐身的效果不理想;雷达工作在L、S、C、X等高频频段时,等离子体隐身效果显著.此外,我们发现对不同的雷达频率,等离子体存在一个最佳碰撞频率使入射电磁波衰减最大,该频率接近入射电磁波的频率.     

脉冲波在非色散、非耗散弹性媒质中的机械能和动量

本文通过机械能、机械动量流动的观点,依据波传播的线性理论,审查了在一个绷紧不变的弹性弦上或在一个纤细弹性杆中传播的脉冲波。本文建立了能量和动量流动的连续性方程,还导出了波位移的两个边界条件。并且仔细检验了一个重要的特殊情况:就是任意形状的小振幅脉冲通过一个均匀狭窄媒质传输进入到另外一种线性质量密度媒质的状况。本文获得了瞬时入射、反射和透射波脉冲的机械能和动量,并且证明此机械能和动量分别为运动常数。     

介质中的电磁能量密度及其损耗

以电磁场理论为基础,从场与介质相互作用的角度详细分析了介质中电（磁）场能量密度的物理意义,将介质中的电磁能量密度分解为电（磁）场能量密度和介质的极（磁）化能量密度.极（磁）化能量密度决定于极（磁）化强度和外场强度.在交变电（磁）场中产生电磁能量损耗的物理机制是,由于非线性介质中的各种阻尼作用,电（磁）偶极矩跟不上外场的变化而出现弛豫损耗,电磁能量被损耗转换为热能.利用极（磁）化能量密度公式导出在简谐交变外场中电磁能量损耗的平均功率密度表达式,该损耗功率密度与介质的相对介电常数（磁导率）的虚部、外场频率和场强的平方成正比.电磁能量密度时变值分解为场能时变值、极（磁）化能时变值和电磁损耗时变值.     

极化磁化方程与负折射率材料

在新的极化磁化方程的基础上,在线性各向同性介质中,导出相对介电常数与相对磁导率之间的关系,解释极化现象和磁化现象是完全对称的,相对介电常数与相对磁导率可以同时为负,不可以一正一负．给出了介质中的洛仑兹力公式．根据能量守恒定律、介质中的洛仑兹力公式、介质极化磁化方程以及法拉第电磁感应定律,导出介质中的能流密度和介质中的能量密度．指出相对介电常数与相对磁导率同为负时,介质中能量密度仍为正．     

电趋肤效应与电子能态关系的研究

用电磁学理论结合凝聚态物理学理论研究了电趋肤效应问题,它包括处于静电平衡状态下的导体上的感应电荷分布在导体的外表面上、交流电流的趋肤效应和超导电流的趋肤效应.分析指出,电趋肤效应是由于电子在晶格势场中能态升高,其载体内部不存在容纳这种处于高能态电子的能级,从而表现出趋肤效应.