裴偉,А.В.

[拼音]:diancichang de bianjie tiaojian

[英文]:boundary conditions for electromagnetic field

電磁場在兩種不同媒質分介面上,從一側過渡到另一側時,場向量

E

D

B

H

一般都有一個躍變。電磁場的邊界條件就是指場向量的這種躍變所遵從的條件,也就是兩側切向分量之間以及法向分量之間的關係。在某些電動力學或電磁場理論的書中,為了與另一種邊界條件(在區域的表面上給定的有關場向量的邊值)相區別,將本條所解釋的電磁場邊界條件稱為電磁場的邊值關係。

電磁場的邊界條件可以由麥克斯韋方程組的積分形式推出,它實際上是積分形式的極限結果。這些邊界條件是

n

·(

D

1-

D

2)=ρs; (1)

n

×(

E

1-

E

2)=0; (2)

n

·(

B

1-

B

2)=0; (3)

n

×(

H

1-

H

2)=

J

)s。 (4)

式中

n

為兩媒質分介面法線方向的單位向量,場向量

E

D

B

H

的下標1或2分別表示在媒質1或2內緊靠分介面的場向量,ρs為分介面上的自由電荷面密度,Js為分介面上的傳導電流面密度。式(1)表示在分介面兩側電位移向量

D

的法向分量的差等於分介面上的自由電荷面密度。當分介面上無自由電荷時,兩側電位移向量的法向分量相等,即其法向分量是連續的。式(2)表示在分介面兩側電場強度

E

的切向分量是連續的。式(3)表示在分介面兩側磁通密度

B

的法向分量是連續的。式(4)表示在分介面兩側磁場強度

H

的切向分量的差等於分介面上的表面傳導電流面密度。當分介面上無表面傳導電流時,兩側磁場強度的切向分量相等,即其切向分量是連續的。

當媒質2為理想導體時,

E

2、

D

2、

B

2、

H

2等於零,式(1)表示

D

1的法向分量等於自由電荷面密度;式(2)表示

E

1無切向分量

式(3)表示

B

1的法向分量為零;式(4)表示

H

1的切向分量等於表面傳導電流面密度,並且與電流方向正交。