¿Cuándo se reflejarán las ondas electromagnéticas? ¿Cuáles son los criterios para las reflexiones?

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Cuando una onda EM llega a un límite de dos medios diferentes (es decir, una permitividad eléctrica diferente y medios de permeabilidad magnética), se pueden ver las siguientes cosas:

  • Reflexiones
  • Refracciones (onda transmitida)
  • Absorpiton
  • Dispersión (no estoy seguro)

Quiero aprender los criterios para los eventos anteriores. Por ejemplo, ¿cuándo ocurren las reflexiones? ¿Cuándo se produce la transmitancia? ¿Dependen de la impedancia característica o de las diferencias de permitividad eléctrica de los medios?

    
pregunta doner_t

4 respuestas

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Sí, la dependencia está ahí.

En la interfaz entre dos medios: 1 y 2 , la cantidad de reflejo de las ondas EM para La incidencia perpendicular, puede ser descrita por su coeficiente de reflexión. $$ \ rho = \ left (\ frac {\ eta_1 - \ eta_2} {\ eta_1 + \ eta_2} \ right) $$ dónde, $$ \ eta_1 = \ sqrt {\ mu_1 / \ epsilon_1} $$ $$ \ eta_2 = \ sqrt {\ mu_2 / \ epsilon_2} $$ De manera similar, la cantidad de transmisión se puede describir correspondiente coeficiente de transmisión $$ \ tau = 1+ \ rho $$

EDITAR:

Los coeficientes se definen en términos de amplitudes de las ondas incidentes, transmitidas y reflejadas.

    
respondido por el MITU RAJ
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  • Reflexiones
  •   
  • Refracciones (onda transmitida)
  •   
  • Absorción
  •   
  • dispersión (no estoy seguro)
  •   

En general, los cuatro sucederán en cada interfaz entre los medios.

La reflexión se produce cuando el índice de refracción no coincide perfectamente entre los dos medios.

La refracción se producirá cuando el índice de refracción no coincida perfectamente y el ángulo de incidencia no sea exactamente \ $ 0 ^ \ circ \ $ de lo normal. (Y cuando no hay 100% de reflexión)

La dispersión se producirá cuando la interfaz entre los medios no sea un plano perfectamente plano.

La absorción proviene principalmente de la propagación a través de cualquier medio que no sea perfectamente sin pérdidas. También puede suceder en una interfaz entre medios si existe algún mecanismo de pérdida localizado en la interfaz, como una carga de superficie que no es perfectamente conductora.

    
respondido por el The Photon
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Hay un conjunto de ecuaciones que describen exactamente lo que estás pidiendo: se denominan ecuaciones de Fresnel .

Las ecuaciones de Fresnel cubren Reflexión y transmisión .

Sin embargo,

Dispersión no está cubierta, ya que dependería de la rugosidad de la superficie. Por lo tanto, no puede haber una fórmula genérica para la dispersión sin cuantificar la rugosidad (también sería muy dependiente de la longitud de onda). Las ecuaciones de Fresnel asumen una superficie lisa (es decir, una rugosidad mucho menor que la longitud de onda).

Absorción no importa, ya que no sucede en la superficie pero requiere una longitud de medio que no sea cero.

Las ecuaciones de Fresnel dan coeficientes de reflectancia \ $ R \ $ (es decir, relación de potencia reflejada a potencia incidente) para la radiación EM que está polarizada en el plano de incidencia (polarizado con p) o polarizada perpendicular al plano de incidencia (s-polarizado).

\ $ R_s = \ lvert \ frac {Z_2 \ cos \ theta_i - Z_1 \ cos \ theta_i} {Z_2 \ cos \ theta_i + Z_1 \ cos \ theta_i} \ rvert ^ 2 \ $

\ $ R_p = \ lvert \ frac {Z_2 \ cos \ theta_t - Z_1 \ cos \ theta_i} {Z_2 \ cos \ theta_t + Z_1 \ cos \ theta_i} \ rvert ^ 2 \ $

donde
\ $ \ theta_i = \ $ ángulo de incidencia
\ $ \ theta_t = \ $ ángulo de transmisión

\ $ Z_k = \ frac {\ mu_k} {\ epsilon_k} \ $ y \ $ k \ $ es un índice 1 o 2 para el medio.

Hay otras versiones de los formularios. P.ej. bajo el supuesto de que \ $ \ mu_1 = \ mu_2 = \ mu_0 \ $ (permeabilidad de vacío) pueden reescribirse como expresiones de índices de refracción de ambos medios.

(Nota: como no hay efectos no lineales involucrados, puede componer cualquier polarización en una combinación lineal de componentes polarizados p y s).

    
respondido por el Curd
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Por lo que he leído recientemente, al tratar de entender a Efield protegiéndome de los primeros principios, se producen reflexiones cuando el material tiene átomos polarizables. La energía entrante se almacena (parcialmente) al deformar las órbitas electrónicas; Las órbitas deformadas causan comportamientos emocionantes en el material.

Busque el "coeficiente de onda" o "coeficiente de propagación" en la literatura; esta variable en su forma más general mostrará varias resonancias (líneas espectrales) y mostrará una dependencia general con la frecuencia, por lo que se producirá una dispersión de pulsos.

    
respondido por el analogsystemsrf

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