Волновые уравнения для электромагнитного поля и их решения. Скорость распространения электромагнитных волн в средах. Основные свойства электромагнитных волн



страница4/44
Дата11.06.2019
Размер9.15 Mb.
ТипЛекция
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   44
3. Волновые уравнения для электромагнитного поля и их решения. Скорость распространения электромагнитных волн в средах. Основные свойства электромагнитных волн.

Пусть имеется однородная и изотропная среда вдали от зарядов и токов. Возбудим в какой-либо точке пространства переменное электрическое гармоническое поле (Предположим Для простоты рассматриваем этот частный случай).

Из уравнений Максвелла при условии сделанных предположений можно получить волновые уравнения электромагнитного поля


 = √ℰμℰμ

, (30-14)



где - скорость распространения электро-

магнитной волны.

Процесс распространения электромагнитного поля в пространстве называется электромагнитной волной.

Подставим ℰ = 8,85μ = в выражение для скорости . Если среда – вакуум, то ℰ = 1, μ = 1, тогда получим  = , то есть скорость электромагнитной волны в вакууме равна скорости света в вакууме. Это обстоятельство приводит к выводу, что свет - электромагнитная волна.

Решения уравнений (30-14)



(30-15)

Выражения (30-15) – уравнения электромагнитной волны. Их графическое





представление показано на рис. 30.5. Электромагнитная волна является поперечной волной, то есть колебания векторов и происходят перпендикулярно направлению распространения волны. Вектора и достигают максимума одновременно, но колеблются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.









Х

У





Z

Рис. 30.5

Как показывает опыт, электромагнитные волны проходят через диэлектрики и отражаются от металлов. Для них свойственны такие явления как интерференция, дифракция, поляризация, дисперсия (рассмотрим далее в разделе «Оптика»).



Итак, из решения уравнений Максвелла получаются следующие выводы:

если в какой-либо ограниченной области пространства возникает электромагнитное поле, то оно не остается локализованным в этой области, а распространяется с конечной скоростью, зависящей от свойств среды;

если электрическое и магнитные поля меняются по простому гармоническому закону, то электромагнитное поле распространяется в пространстве в виде плоской электромагнитной волны.


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   44


База данных защищена авторским правом ©dogmon.org 2017
обратиться к администрации

    Главная страница