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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 在空间域中，沿Z方向传播的波，在x，y方向保持面积不变，这样的波存在吗？
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Lucy

金虫 (小有名气)

[求助] 在空间域中，沿Z方向传播的波，在x，y方向保持面积不变，这样的波存在吗？

在空间域中，一个pulse沿Z方向传播，想让它在x，y平面内的面积保持不变，这样的波存在吗？
或者说 这样一个波可以实现吗，


如果不能，错在哪里？
现在很需要指导解答，先谢谢大家啦！

[ Last edited by Lucy on 2012-2-23 at 04:11 ]
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1楼2012-02-23 02:43:54
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lianghmok

金虫 (正式写手)
应该不存在，传播过程中总会有发散。
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2楼2012-02-23 08:29:09
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guyuefeifei

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
Lucy(金币+3): ★★★很有帮助 2012-02-24 10:48:39
理论情况下是可以的，均匀平面波
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3楼2012-02-23 10:05:08
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岛民

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
Lucy(金币+3): ★★★很有帮助 嗯，我根据你们的回复再去自己看看想想！ 2012-02-24 10:49:35
这不是导波吗？guided wave
只要波被限制在一个xy方向截面积不变的波导里面就行了
均匀平面波的话边界条件是怎么样的，不清楚
导波是以反射形成多模态（mode）形式传播
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4楼2012-02-23 10:29:25
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Lucy

金虫 (小有名气)
引用回帖:
楼: Originally posted by lianghmok at 2012-02-23 08:29:09:
应该不存在，传播过程中总会有发散。

嗯，懂了，你说的是实际情况！
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5楼2012-02-24 10:48:21
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neuphysics

新虫 (初入文坛)
自由空间中有无衍射光速，如果是光纤就简单了，孤子嘛
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Lucy
6楼2012-02-24 13:08:51
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guyuefeifei

木虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by 岛民 at 2012-02-23 10:29:25:
这不是导波吗？guided wave
只要波被限制在一个xy方向截面积不变的波导里面就行了
均匀平面波的话边界条件是怎么样的，不清楚
导波是以反射形成多模态（mode）形式传播

如果是波导的话反而不存在了。波导中首先填充介质是空气或理想介质，然后波导内壁镀膜层减小传播过程中的衰减，但也不会保持X，Y方向不变。另一个问题就是多模传输，存在模间色散，同样不能保持X，Y方向不变。
在自由空间中传播的均匀平面波的确就是保持X，Y方向的电场磁场是不变的，要不怎么能叫均匀？
当然实际情况当中，不存在，我们通常是把天线辐射的远区场近似的看成是均匀平面波。
理论上是可以实现的，用MATLAB很容易描述出来
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7楼2012-02-24 14:13:52
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sh1986ye

金虫 (小有名气)
最简单的是平面波！
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Lucy
8楼2012-02-24 20:09:22
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Lucy

金虫 (小有名气)
引用回帖:
楼: Originally posted by guyuefeifei at 2012-02-24 14:13:52:
如果是波导的话反而不存在了。波导中首先填充介质是空气或理想介质，然后波导内壁镀膜层减小传播过程中的衰减，但也不会保持X，Y方向不变。另一个问题就是多模传输，存在模间色散，同样不能保持X，Y方向不变。
...

"在自由空间中传播的均匀平面波的确就是保持X，Y方向的电场磁场是不变的"
但是这种情况下，电场磁场也就不与X,Y坐标无关了，对不？ 电场磁场的表达式中也就只会含坐标Z和时间T，不会有X，Y了，对吧？
我试下matlab.
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9楼2012-02-25 00:31:45
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guyuefeifei

木虫 (小有名气)
引用回帖:
9楼: Originally posted by Lucy at 2012-02-25 00:31:45:
"在自由空间中传播的均匀平面波的确就是保持X，Y方向的电场磁场是不变的"
但是这种情况下，电场磁场也就不与X,Y坐标无关了，对不？ 电场磁场的表达式中也就只会含坐标Z和时间T，不会有X，Y了，对吧？ ...

不对。理想状态下的均匀平面波的电场磁场只在X，Y方向上极化，沿传播方向上（Z方向）是没有分量的，就如你给出的数学表达式一样的。电磁波的传播方向是沿Z方向，但电场和磁场是在XY方向极化，并且电场和磁场是交替进行转化的，这样才形成了在Z方向上电磁波的传播，能量也是沿着传播方向的。
在空间中某一个点上（等相位面）固定（Z=常数）去看电场和磁场，电场和磁场只是在X，Y方向极化，但这种变化不是无限的，是一个交替转化的（电场磁场相互），所以在某个空间固定点（等相位面）的横截面上，可以理解为它的能量是定的
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Lucy
10楼2012-02-25 10:19:53
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