Fale i prowadnice falowe

W poprzednim punkcie założyliśmy, że pola elektryczne i magnetyczne występują w nieograniczonym ośrodku. Dokonajmy przeglądu ośrodków ze względu na własności elektryczne, które określają postać zależności między wektorami E, D, H, B i J. W szerokiej klasie ośrodków zależności między tymi wektorami można zapisać w postaci tzw. równań materiałowych:

Przypomnijmy, że wartości ε, μ, σ charakteryzujące ośrodek to przenikalność elektryczna, przenikalność magnetyczna oraz konduktywność, czyli parametry materiałowe ośrodka.
Związki (1-11) wskazują na liniową zależność wektorów indukcji oraz gęstości prądu od natężeń pól. Oznacza to, że wielkości ε, μ, σ nie zależą od natężeń pól i taki ośrodek nazywamy liniowym. Jeżeli przynajmniej jeden z parametrów ośrodka zależy od natężeń pól, to zależności (1-11) nie są już liniowe i ośrodek nazywa się nieliniowym.
Ośrodek jest jednorodny gdy jego parametry nie zależą od współrzędnych punktu. W przeciwnym przypadku mówimy o ośrodku niejednorodnym.
Istnieją ośrodki, których parametry ε, μ, σ zależą od częstotliwości. Ośrodki takie nazywamy dyspersyjnymi. Równania materiałowe w formie (1-11) mają sens dla ośrodków dyspersyjnych tylko w przypadku sinusoidalnej zależności pól od czasu. Dla dowolnej zależności pól od czasu związki (1-11) są słuszne dla transformat fourierowskich wektorów E, D, H, B, J.
Jeżeli wielkości ε, μ, σ są niezależne od kierunku pól, to parametry te są skalarami, a taki ośrodek nazywamy izotropowym. Odpowiednie wektory występujące w poszczególnych równaniach (1-11) są do siebie równoległe. 
Gdy parametry ośrodka zależą od kierunku pól, to mówimy o ośrodku anizotropowym, którego własności nie mogą być opisane przez skalarne wielkości ε, μ, σ. Równania (1-11) mogą być prawdziwe dla ośrodka anizotropowego, ale wtedy parametry materiałowe są reprezentowane przez tensory. Przykładowo, gdy związek między wektorami E i D zależy od kierunku wektora E to przenikalność elektryczna jest tensorem, [ε], reprezentowanym przez 9-elementową macierz, a relacja między wektorami D i E przybiera postać

Z powyższego równania wynika, że jedna składowa wektora pola elektrycznego wywołuje, w ogólności, trzy składowe wektora indukcji elektrycznej.
Struktury krystaliczne, np. półprzewodniki, oraz zjonizowane gazy są przykładami anizotropowych dielektryków.
Analogiczną do (1-12) relację można określić dla związku między wektorami B i H, w którym przenikalność magnetyczna jest tensorem. W technice mikrofalowej stosuje się ferryty, które są anizotropowymi materiałami magnetycznymi.