电磁波方程及折射、反射定律的一些思考SOME THOUGHTS ON ELECTROMAGNETIC WAVE EQUATIONS AND THE LAWS OF REFECTION AND REFRACTION
杨富国,史向华
摘要(Abstract):
本文由电磁波的麦克斯韦方程组出发,介绍导出折射定律和反射定律的一种证明方法.其证明方法,使用了空间微元近似,然后推广至全空间传播的方法,从而简化了麦克斯韦方程组求解的烦琐过程,提出了一种可教学推广的实用性方法.通过使用微元法,求解得到麦克斯韦方程的行波解形式,即得出电磁场是一种行波.由电磁场的向量形式推导空间中电磁波的折射、反射定律,得到折射、反射定律的证明并不需要电磁波的解析形式,在连续函数的情形下是普遍成立的.求解过程中加深对麦克斯韦方程组的理解,体现了电磁过程的深刻物理图像,也为由几何光学向波动光学过渡提供一种思想上的指导.
关键词(KeyWords): 电磁场方程;边界条件;反射定律;折射定律
基金项目(Foundation): “光学”探究式教学和探究性学习模式的研究与实践(湘教通[2010]243号);; 湖南省教育厅教改项目(sj1005);; 长沙理工大学教改项目(JG1011z)
作者(Author): 杨富国,史向华