Лекция №30 уравнения максвела. Электромагнитные волны план



страница1/44
Дата11.06.2019
Размер1.82 Mb.
ТипЛекция
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   44

Лекция №30


УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛА. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ
План

  1. Фарадеевская и максвелловская трактовки явления электромагнитной индукции. Ток смещения.

  2. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Электромагнитное поле.

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

  4. Энергия и поток энергии электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга.

  5. Изучение диполя. Диаграмма направленности.


1. Фарадеевская и максвелловская трактовки явления электромагнитной индукции. Ток смещения.

Из закона электромагнитной индукции Фарадея следует



= -dФ/dt,

где ℇ - ЭДС электромагнитной индукции; dФ/dt, - скорость изменения магнитного потока. В фарадеевской трактовке при изменении магнитного потока, пронизывающего некоторый проводящий контур, в нем возникает ЭДС и индукционный ток. Максвелл предположил, что изменяющееся со временем магнитное поле обуславливает появление в пространстве электрического поля независимо от присутствия в этом пространстве проволочного контура. Наличие контура лишь позволяет обнаружить по возникновению в нем индукционного тока существование в соответствующих точках пространства электрического поля.

Итак, согласно идее Максвелла изменяющееся со временем магнитное поле порождает электрическое поле. Это поле существенно отличается от порождаемого неподвижными зарядами электростатического поля. Электростатическое поле потенциально, его силовые линии начинаются и заканчиваются на зарядах. Электрическое поле, создаваемое переменным магнитным полем вихревое, его силовые линии замкнуты.

В 1865 г. Максвелл высказал гипотезу о том, что изменение электрического поля должно вызывать образование магнитного поля. В дальнейшем эта гипотеза нашла экспериментальное подтверждение.

Переменное электрическое поле, которое может создавать переменное магнитное поле, Максвелл назвал током смещения.


(–)+q



–(+)q
Рассмотрим цепь переменного тока, содержащую конденсатор (рис.

3


тора имеется переменное электрическое поле. Когда меняется заряд пластин, в проводнике, связывающем пластины конденсатора, течет электрический ток. Этот ток равен скорости изменения заряда на конденсаторе


0.1). Между обкладками заряжающегося и разряжающегося конденса-


I


Рис. 30.1 (30-1)

Так как (С - емкость конденсатора, - напряжение на нем)

ℰℰS/ℓ (здесь кроме известных обозначений - расстояние ме- жду пластинами конденсатора)

Напряжение на конденсаторе можно представить как произведение напряженности электрического поля внутри конденсатора на расстояние между пластинами, то есть = Е⋅ℓ, подставляя в (30 -1), получим

(Еℓ⋅ℰℰS/ℓ) = Sd(ℰℰE)/dt

Выражение в скобках ℰℰE = D – электрическое смещение, то есть




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


База данных защищена авторским правом ©dogmon.org 2019
обратиться к администрации

    Главная страница