在x-y平面上两个半无限介质之间存在一个界面。第一介质和第二介质的介电常数分别为2和44。1设介质1中的电通量密度isD1=07a 21a 12a计算介质2中的电通量密度。2计算Di与界面的夹角。3利用折射定律计算D2与界面的夹角。请求失败2在x-y平面上两个半无限介质之间存在一个界面。第一介质和第二介质的介电常数分别为2和44。1设介质1中的电通量密度isD1=07a+21a+12a计算介质2中
(1) 根据电通量密度的连续性,介质1和介质2中的电通量密度大小相等,即:
D1 = D2
根据介电常数的定义,有:
D = εE
其中,D为电通量密度,E为电场强度,ε为介电常数。因此,可以得到:
E1 = D1/ε1 = 0.35a,+1.05a,+0.6a
E2 = D2/ε2 = 0.0795a,+0.477a,+0.2727a
(2) 由于介质1和介质2的介电常数不同,因此在界面处会发生电荷分布。设电荷面密度为σ,则有:
σ = ε0(E2n - E1n)
其中,ε0为真空介电常数,En为电场在界面处的法向分量。根据题意,界面在x-y平面上,因此法向分量为:
E1n = E1z = 1.2a,E2n = E2z = 0.2727a
代入上式,可得:
σ = 1.6×10^-9 C/m^2
根据高斯定理,电场线垂直于电荷面密度,因此Di与界面的夹角为:
θi = arctan(Dix/Diz) = arctan(0.7/1.2) = 30°
(3) 根据折射定律,有:
n1sinθi = n2sinθt
其中,n为介质的折射率,θt为折射角。介质1和介质2的折射率分别为:
n1 = √2,n2 = √4.4
代入上式,可得:
sinθt = (n1/n2)sinθi = 0.557
因此,D2与界面的夹角为:
θt = arcsin(0.557) = 34.5
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