8．平面波中的电场和磁场矢量的初相位相同还是不同，为什么？

在平面波中，电场矢量和磁场矢量的初相位是相同的。

这是由于平面波是一种经典的电磁波模型，其电场和磁场是相互垂直且相互作用的，它们之间存在一定的相位关系。在平面波中，电场和磁场的振动方向和传播方向都是相同的，即它们的振动方向和传播方向都是沿着平面波的方向。

由于电场和磁场是相互作用的，它们之间的相位关系是固定的。根据麦克斯韦方程组，平面波中电场和磁场的相位差是 π/2，即它们的初相位是相同的。这也可以通过平面波的波动方程来解释，平面波的波动方程中包含有一个相位因子，该相位因子对于电场和磁场来说是相同的，因此它们的初相位也是相同的。

因此，平面波中的电场和磁场矢量的初相位是相同的。

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给出绘制xoz面合成电场幅度图和合成磁场矢量图的matlab代码

以下是绘制xoz面合成电场幅度图和合成磁场矢量图的Matlab代码：

% 定义空气和导体的坐标范围
xmin = -1; xmax = 1;
zmin = -1; zmax = 1;

% 定义空气和导体的网格数量
Nx = 101;
Nz = 101;

% 定义空气和导体的网格步长
dx = (xmax - xmin) / (Nx - 1);
dz = (zmax - zmin) / (Nz - 1);

% 定义空气和导体的网格点坐标
x_air = linspace(xmin, xmax, Nx);
z_air = linspace(zmin, zmax, Nz);

% 定义入射波的波长和角频率
lambda = 3e8 / f;
omega = 2 * pi * f;

% 计算入射波的波矢和相位差
kz = 2 * pi / lambda * sin(theta_i);
delta = kz * z_air;

% 计算反射波的相位差和振幅
delta_r = -delta;
E_r = -E0;

% 计算空气中的合成电场和磁场
E = E0 * cos(theta_i) + E_r * cos(theta_r) * exp(1i * 2 * delta_r);
H = E / sqrt(epsilon0);

% 计算空气中的电场和磁场分量
Ex = E * sin(theta_i);
Ez = E * cos(theta_i);
Hx = H * sin(theta_i);
Hz = H * cos(theta_i);

% 绘制xoz面合成电场幅度图
figure;
imagesc(x_air, z_air, abs(E));
set(gca, 'YDir', 'normal');
colorbar;
xlabel('x (m)');
ylabel('z (m)');
title('合成电场幅度图');

% 绘制xoz面合成磁场矢量图
figure;
quiver(x_air, z_air, Hx, Hz);
xlim([xmin, xmax]);
ylim([zmin, zmax]);
xlabel('x (m)');
ylabel('z (m)');
title('合成磁场矢量图');

需要注意的是，由于是垂直极化波，电场和磁场的方向都垂直于入射面。因此，在绘制磁场矢量图时，只需要考虑磁场在 xoz 平面上的分量，即 $H_x$ 和 $H_z$。

大角度的发散球面波入射到观察平面，观察平面的相位分布是什么样的？

当一束大角度的发散球面波入射到观察平面时，观察平面的相位分布会呈现出一定的变化。具体来说，观察平面的相位分布将会是一组同心圆环，与球心相邻的圆环上的相位值最高，随着距离球心的距离逐渐增加，相位逐渐降低，直到最外层。这是因为球面波在传播过程中会发生自由空间衍射，形成了球面波的夫琅和费衍射图样，因此在观察平面上，相位分布呈现出同心圆环的形态。同时，由于球面波的发散角度较大，导致球面波的相位差异也较大，因此同心圆环的宽度也会相对较大。