Question

关于电磁场与电磁波中电场强度的波动方程的问题

它的推导是基于均匀平面电磁波的，并且为了简单起见，在第二幅图推导的过程中，假设E=axEx(x轴方向)，这样假设，又是基于均匀平面波的情况，我认为这个等势面是与yoz面平行的平面簇，又因为均匀平面波，所以每个平面簇中的平面上点的电场强度都是一致的，也就是说Ex是x的函数，但是它下面的假设说Ex是z的函数，我就完全不能理解了。。这是为什么呢？

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Answer 1

你有两个方向没有分清。一个是电磁波的传播方向，一个是电磁场电场分量的偏振方向。此题来说，传播方向是z方向，E电场分量只有x方向的一个分量。如下图所示，箭头标注的是电场方向。

至于等势面，一般只有在经典场才考虑，在电磁波中不考虑这个概念。

追问

我弄错了，我把等相位面弄成了等势面。。结果搞得稀里糊涂
还有一个问题
为什么等相位面的传播方向就是电磁场能量的流动方向，虽然计算结果等相位面的传播方向和波印廷矢量的方向一致。。但是我还是不太明白为什么这两个方向一定是一致的。有什么关联吗？

追答

只有在均匀介质传播的电磁波能量流动方向和波的传播方向才是一致的。如果是在晶体中，这两个方向一般是不同的。

从简单的物理角度来理解，在真空中只有传播方向这一个方向比较特别，而晶体中有晶体的排列方向和传播方向相互作用。

追问

能量不是与波的传播是一致的吗？波到了哪里，能量就到达哪里。。。这个应该是在任何介质中都成立的啊？

还有，等相位面的移动方向应该就是波的传播方向吧？

追答

能量和波不一定是一致的，具体可以参见

http://opt.zju.edu.cn/gcgx/5_2.htm

相关内容比较复杂，也可以参见Yariv的optical waves in crystals或者中译版。

等相位面移动方向是波的传播方向。

追问

那也就是说会存在这么一种情况 “电磁波往左边传，能量往右边走”咯？？

追答

不会有超过90度的偏差。你说的这种情况是不存在的。