英語翻譯：

【化】 TEM wave; transverse electromagnetic wave

分詞翻譯：

橫的英語翻譯：

across; sidelong; horizontal; transverse; perverse; unexpected

電磁波的英語翻譯：

electromagnetic wave
【化】 electromagnetic wave
【醫】 electromagnetic wave

專業解析

橫電磁波（Transverse Electromagnetic Wave，簡稱TEM波）是電磁波傳播的一種基本模式，其電場（E）和磁場（H）均垂直于波的傳播方向。根據電磁場理論，TEM波的場分布滿足以下條件：

1. 橫向場特性：電場和磁場在傳播方向（假設為z軸方向）上的分量為零，即$E_z=0$和$H_z=0$。
2. 傳播特性：TEM波在均勻介質中傳播時，其相速度與頻率無關，滿足無失真傳輸條件，常用于同軸電纜和雙導線傳輸線。
3. 數學描述：其電磁場分量可表示為

   $$

abla mathbf{E} + k mathbf{E} = 0,

$$

其中$k$為波數，方程表明電場和磁場均滿足亥姆霍茲方程。

應用場景：

• 通信系統：同軸電纜中的TEM波用于高頻信號傳輸，因其低損耗特性。
• 微波工程：在微帶線和帶狀線設計中，TEM模式被用于設計寬帶器件。

參考來源：

1. 《電磁場與電磁波》（David K. Cheng 著）
2. IEEE微波理論與技術學會标準（IEEE MTT-S）
3. 麻省理工學院開放式課程（MIT OpenCourseWare）電磁學講義

網絡擴展解釋

橫電磁波（TEM波）是電磁波的一種基本模式，其核心特征是電場和磁場分量均垂直于波的傳播方向，且傳播方向上無任何電磁場分量。以下為詳細解釋：

定義與基本特性

1. 橫向振動特性
   橫電磁波的電場（E）和磁場（H）振動方向均與傳播方向垂直，三者滿足右手螺旋關系（如電場沿x軸，磁場沿y軸，傳播沿z軸）。這一特性使其區别于TE波（傳播方向有磁場分量）和TM波（傳播方向有電場分量）。

2. 傳播速度與介質無關性
   TEM波在真空中傳播速度為光速（$c = 3 times 10 , text{m/s}$），且在理想介質（如線性、均勻、各向同性媒質）中無需依賴導體或波導結構即可傳播。

3. 場分布與相位關系
   在均勻平面波中，電場和磁場強度在波陣面上處處相等，且兩者相位相同。其能量密度滿足關系式：
   $$ text{能量密度} = frac{1}{2} (epsilon E + mu H) $$

典型應用場景

• 通信傳輸：如雙導體傳輸線（同軸電纜）中的主模為TEM波，因其無截止頻率且適合長距離信號傳輸。
• 自由空間傳播：如無線電波、可見光等均屬于橫電磁波，通過電場與磁場的交替變化傳遞能量。

與其他電磁波模式的對比

模式	傳播方向分量	典型結構
TEM波	無	同軸電纜、自由空間
TE波	磁場分量	波導（矩形/圓形）
TM波	電場分量	波導、微帶線

總結來說，橫電磁波是電磁場理論中的基礎概念，其橫向振動特性決定了它在通信、光學等領域的廣泛應用。如需進一步了解具體數學推導或應用案例，可參考電磁波理論教材或工程實踐手冊。

分類

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