Источники электромагнитных волн. Волновое уравнение.
Источники электромагнитных волн. Волновое уравнение. - раздел Философия, Методическое пособие для учащихся ВТУЗов По дисциплине: физика. Механические колебания Источники Электромагнитных Волн
Проводник С Током. Магнит. Электр...
Источники электромагнитных волн
Проводник с током. Магнит. Электрическое поле (переменное).
Вокруг проводника, через которых проходит ток и он постоянен. При изменении силы тока индукция этого поля тоже изменится. Возникнет возмущение электромагнитного поля. Переменное магнитное поле создаст переменное электрическое поле, которое в свою очередь создаст переменное магнитное и т.д.
Волновое уравнение.
Закон Био-Савара-Лапласа
где – элемент тока;
I – сила тока в проводнике;
– вектор, равный по модулю длине dl проводника и совпадающий по направлению с направлением тока;
m – магнитная проницаемость среды (для вакуума m=1);
Гн/м – магнитная постоянная;
– радиус-вектор, проведенный от середины элемента проводника к точке, в которой определяется магнитная индукция.
Полный ток равен сумме токов проводимости и смещения
- вектор напряжённости магнитного поля (описывает поле макротоков).
Обобщённая теорема о циркуляции
Уравнение Максвелла для электромагнитного поля
1) Электромагнитное поле может быть как так и , тогда напряжённость суммарного равна
Циркуляция вектора напряжённости суммарного поля
(первое уравнение Максвелла)
- показывает, что исп могут быть не только заряды, но и меняющиеся во времени магнитные поля.
Обобщённая теорема о циркуляции
2) (- плотность тока)
- показывает, что магнитные поля могут возбуждаться либо движущимися зарядами (электрическими токами), либо переменными электрическими полями
3) Теорема Гаусса для электромагнитного поля в диэлектрике
(- эл. смещение.)
если заряд распространяется внутри замкнутой поверхности с пост. , то эта формула записывается в виде
(второе уравнение Максвелла)
4) теорема Гаусса для
- этот результат является математическим выражением того, что в природе нет магнитных зарядов – есть магнитные поля, на которых начинались бы или заканчивались линии магнитной индукции.
Величины, входящие в уравнение Максвелла связаны соотношениями
()
()
(- удельная проводимость вещества)
Уравнения Максвелла не симметричны относительно электрических и магнитных полей. Это связано с тем, что в природе существуют электрические заряды, но нет зарядов магнитных.
Энергия гармонических колебаний.
Гармонические колебания
Важным частным случаем периодических колебаний являются гармонические колебания, т.е. такие изменения физической величины, которые идут по закону
Типы волн: продольные и поперечные, плоские, сферические.
Будем полагать, что имеем сплошную упругую среду, например, твердое тело, жидкости, газы. Для упругой среды характерно возникновение упругих деформаций при внешнем воздействии на нее. Эти деформаци
Волновая поверхность, волновой фронт.
Волна, распространяясь от источника колебаний, охватывает все новые и новые области пространства. Геометрическое место точек, до которых доходят колебания к моменту времени t, называется волновым ф
Свойства волн.
Генерация волн. Волны могут генерироваться различными способами.
Генерация локализованным источником колебаний (излучателем, антенной).
Спонтанная генерация волн в объёме при возн
Энергия волны.
Энергия бегущей волны. Вектор плотности потока энергии
Упругая среда, в которой распространяется волна, обладает как кинетической энергией колебательного движения частиц так и потенциально
Поток энергии.
Поток энергии – количество энергии , переносимое волной через некоторую поверхность в единицу времени:
Ве
Вектор Умова.
Пусть в некоторой среде вдоль оси х распространяется упругая плоская продольная волна, описываемая уравнением (1.91')
Стоячие волны.
Если в среде распространяется несколько волн, то результирующее колебание каждой частицы среды представляет собой сумму колебаний, которые совершала бы частица от каждой волны в отдельности. Это ут
Интерференция.
Интерференция волн - явления усиления или ослабления амплитуды результирующей волны в зависимости от соотношения между фазами складывающихся двух или нескольких волн с одинаковыми периодами. Если в
Координаты пучностей и узлов стоячей волны.
Если навстречу друг другу распространяются две гармонические волны
S1=Acos(ωt-kх) и S2=Acos(ωt+kх), то образуется стоячая волна
S=S1+S2=2Аcoskx cosωt.
Иссл
Отличие бегущих волн от стоячих.
Бегущая волна - волновое движение, при котором поверхность равных фаз (фазовые волновые фронты) перемещается с конечной скоростью, постоянной в случае однородных сред. С бегущей волной, групповая с
Вектор Пойнтинга.
Пойнтинга вектор, вектор плотности потока электромагнитной энергии. Назван по имени английского физика Дж. Г. Пойнтинга (J. Н. Poynting; 1852—1914). Модуль П. в. равен энергии, переносимой за едини
Когерентность волн.
Волны и возбуждающие их источники называются когерентными, если разность фаз волн не зависит от времени. Волны и во
Интерференция.
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ВОЛН - явление, наблюдающееся при одновременном распространении в пространстве нескольких волн и состоящее в стационарном (или медленно изменяющемся) пространственном распределении ам
Полосы равной толщины.
Полосы равной толщины, один из эффектов оптики тонких слоев, в отличие от полос равного наклона, наблюдаются непосредственно на поверхности прозрачного слоя переменной толщины (рис. 1). Возникновен
Применение интерференции.
Практическое применение интерференции света разнообразно: контроль качества поверхностей, создание светофильтров, просветляющих покрытий, измерение длины световых волн, точное измерение расстояния
Принцип Гюйгенса-Френеля.
Гюйгенса-Френеля принцип,приближённый метод решения задач о распространении волн, особенно световых. Согласно первоначальному принципу Х. Гюйгенса (1678), каждый элемент поверхност
Метод зон Френеля.
Вычисление интеграла в пункте в общем случае - трудная задача.
В случаях, если в задаче существу
Дифракция Френеля.
Пусть на пути сферической световой волны, испускаемой источником S, расположен непрозрачный экран с круглым отверстием радиуса r0. Если отверстие открывает четное число зон Френеля, то в
Поляризация света.
Поляризация света, одно из фундаментальных свойств оптического излучения (света), состоящее в неравноправии различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу (направлению распростр
Закон Малюса.
Поставим на пути естественного света два поляроида, оси пропускания которых развернуты друг относительно
Двойное лучепреломление.
Как уже упоминалось в, закон преломления может не выполняться в анизотропных средах. Действительно, этот закон утверждает, что:
Интерференция поляризованного света.
Важный случай И. с. — интерференция поляризованных лучей (см. Поляризация света). В общем случае, когда складываются две различно поляризованные когерентные световые волны, происходит векторное сло
Оптически активные вещества.
Оптически активные вещества, среды, обладающие естественной оптической активностью. О.-а. в. подразделяются на 2 типа. Относящиеся к 1-му из них оптически активны в любом агрегатном состоянии (саха
Дисперсия света.
Дисперсия света (рассеяние света) - явление разложения белого света при прохождении его через призму, диф
Закон Бугера-Ламберта.
Бугера - Ламберта, определяет постепенное ослабление параллельного монохроматического (одноцветного) пучка света при распространении его в поглощающем веществе. Если мощность пучка
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов