平面波（plane wave） 傳播時波面（即波的等相面）為平面的電磁波。
分析平面波是一種將3維波簡化為2維波的分析方法，此種方法可以表征電磁波的特性，但實際中並不存在平面波，只是在一些遠場問題分析時可以將3維電磁波等效於2維平面波分析。
波傳播的空間稱為波場。在波場中，代表波傳播方向的射線，稱為波射線，也簡稱為波線。最簡單的情況就是波的振動如正弦函式一樣，波場中同一時刻振動相位相同的點的軌跡，稱為波面。某一時刻波源最初的振動狀態傳到的波面叫做波前或波陣面，即最前方的波面。因此，任意時刻只有一個波前，而波面可有任意多個。波面為平面的即為平面波。
基本介紹
- 中文名：平面波
- 外文名：plane wave
- 套用學科：電信
概述,均勻平面波,
概述
平面波，是指電磁波的電場與磁場都可以在一平面分析。分析平面波是一種將3維波簡化為2維波的分析方法，此種方法可以表征電磁波的特性，但實際中並不存在平面波，只是在一些遠場問題分析時可以將3維電磁波等效於2維平面波分析。
波傳播的空間稱為波場。在波場中，代表波傳播方向的射線，稱為波射線，也簡稱為波線。最簡單的情況就是波的振動如正弦函式一樣，波場中同一時刻振動相位相同的點的軌跡，稱為波面。某一時刻波源最初的振動狀態傳到的波面叫做波前或波陣面，即最前方的波面。因此，任意時刻只有一個波前，而波面可有任意多個。波面為平面的即為平面波。
電磁波等從一點向各方面發散出去形成球面，如果這種波從無限遠處傳來，所形成的球面就可以看作是一個平面，所以叫做平面波，在光波中光線和波面垂直，所以平面波的光線可以看作是平行的。
均勻平面波
波面內各點的電場強度和磁場強度分別相等的平面波，稱為均勻平面波。當均勻平面被沿Z或+Z方向行進時，它的兩對相互正交的電場與磁場分量是彼此獨立的。每一對電磁場分量與傳播方向都符合右手螺旋關係（按電場、磁場、傳播方向的順序），見圖1。因此任何一對電場與磁場都可組成一均勻平面波。
均勻平面波的波速（又稱相速）與媒質特性有關。在自由空間中，波速為
電場和磁場的量值之間有簡單的關係：
η0稱為波阻抗或媒質的本質阻抗。
在任意時刻，任意點上的電能密度與磁能密度相等，各占電磁總能量的一半。
對於均勻平面波，電磁能量沿著波的傳播方向流動，其流動速度即為波速v。
圖2給出沿z方向的均勻平面波在某一時刻t的電場強度E與磁場強度H沿z軸的分布。
波數 電磁波沿傳播方向每單位長度的相位改變數。通常用k表示：
在無損耗媒質中，對於時諧、穩態下的平面波，波數：
在有損耗的媒質中，波數是一個複數。
波阻抗 均勻平面波中電場量值與相應的磁場量值之比。通常甩字母η表示。由於它與所在媒質的特性有關，故又稱本質阻抗。
在無損耗媒質中的入射波，波阻抗
在自由空間，
在導電媒質中，波阻抗將為複數。
