为什么电磁波中会出现横电波和横磁波?

题目

为什么电磁波中会出现横电波和横磁波?
横电波的电场方向垂直于传播方向,又垂直于磁场方向,而磁场方向却不垂直于传播方向,那么不就不满足S=E×H了吗?如何才能建立横电波和横磁波的概念?

答案

S=E×H这是能流密度矢量,电场和磁场之间还有个H=(n×H)/η的关系,这式子里说明了电场和磁场之间的传播关系,横电波和横磁波是由电磁场之间的叠加而产生的,比如在电磁波的反射过程中,入射波和反射波的叠加,当电磁波以垂直极化入射时,出现横电波,以平行极化入射时出现横磁波,而出现这种现象的理论推导先假设入射波传播波矢量,运用菲涅尔公式及H=(n×H)/η求出反射波矢量进行叠加得到,结果显示垂直极化入射时,电场只有横向分量,而磁场既有横向又有纵向分量,这就是横电波,平行极化入射时,磁场只有横向分量,而电场既有横向又有纵向分量,这就是横磁波,即该波是非均匀平面电磁波.可以观察到这些理论推导过程中都是用了电场和磁场之间的基本关系H=(n×H)/η,所以得到的结果当然也满足S=E×H