什么是电磁场的边界条件

电磁场边界条件描述了不同介质交界面处电场和磁场的行为。电场的切向分量连续，法向分量在无自由电荷时也连续；磁场切向分量在无表面电流时连续，法向分量始终连续。实际应用中，两种材料界面处，如空气与玻璃，电场会发生折射；金属表面电场法向分量为零，切向分量连续；电介质边界上，电位移场的法向分量跃变等于面电荷密度。这些条件确保了电磁场在边界上的物理合理性。

边界条件还包含能量守恒和动量守恒的要求。反射和折射现象中，入射角等于反射角，折射角由斯涅尔定律决定；波导中，电磁场必须满足截止频率条件才能传播；天线设计中，电流分布需确保边界处切向电场为零；微波炉中，金属腔体边界条件使电磁场形成驻波模式；光纤通信里，全反射条件依赖纤芯和包层界面的折射率差。这些条件共同决定了电磁系统的工作特性。