介质中的电磁波

器材

• 在介质块中传播的虚拟平面波
• 振幅/源、波长、频率与视角滑块
• 模型 A/B 按钮与暂停
• 读数 $v=c/\sqrt{\varepsilon_r}$ 与 $k=n\omega/c$

实验步骤

1. 测量介质中的波速

   在图1中读取 $v=c/\sqrt{\varepsilon_r}$ 并与显示的波长比较：在 $\varepsilon_r>1$ 的介质中波变慢，λ 同比例缩短，而源决定的频率 f 不变。

2. 观察色散与衰减

   在图2中增大材料参数：波数变为复数 $k=k'+i\kappa$，振幅按 $e^{-\kappa z}$ 衰减——读取衰减量并比较参数增大时振幅斜率的变化。

3. 比较真空与介质

   在模型 A 与 B（相当于真空/材料区域）间切换：同频率下介质中的波 λ 更短，且振幅在界面处改变——这是反射系数 $r=(\eta_2-\eta_1)/(\eta_2+\eta_1)$（其中 $\eta=\sqrt{\mu/\varepsilon}$）的结果。

模拟

实验历史

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