Плоская волна в среде с потерями. В реальных средах, в которых , имеют место диэлектрические или магнитные потери и плоская электромагнитная волна испытывает затухание.
В однородных изотропных средах с потерями поле плоской волны описывает уравнение (29), в котором волновое число K - величина комплексная. Если магнитные потери отсутствуют, то
, где
, (34)
, (35)
характеризует затухание волны пропорционально множителю и носит название коэффициента затухания; характеризует волновой процесс. Коэффициенты и зависят от частоты, поэтому будут зависеть от частоты все параметры волны. Волновое сопротивление среды с потерями будет величина комплексная:
; (36)
где ; .Между векторами электромагнитной волны в среде с потерями на основании (36) имеется фазовый сдвиг
Величина этого сдвига зависит от значения удельной проводимости и колеблется от при до при .
Опишем основные особенности электромагнитной волны в среде с потерями. Волна в среде с потерями является плоской неоднородной волной, так как для нее отсутствует зависимость от поперечных координат ( X , У ) и она убывает с расстоянием, как . Между векторами и появляется фазовый сдвиг , а все параметры волны , , W в среде с потерями обретают зависимость от частоты. Поэтому среда с потерями является дисперсионной средой, и свойства волны в основном определяются величиной этих потерь.
Охарактеризуем параметры плоской волны в реальных диэлектриках и проводниках.
Для реальных диэлектриков , поэтому на основании (34), (35) можно записать
;
Из приведенных выражений следует, что свойства электромагнитной волны в диэлектрике не зависят от частоты.
Для реальных проводников и . Поэтому значения и в первом приближении будут равны между собой:
; (37)
Коэффициенты и нелинейно зависят от частоты, поэтому проводящая среда является дисперсионной. Скорость распространения энергии, длина волны и волновое сопротивление среды зависят от частоты.