Электромагнитные волны. Свойства электромагнитных волн. Энергия и импульс электромагн. волны. Вектор Умова-Пойнтинга. Излучение электромагн. волн.

1.Электромагнитное поле – это особый вид материи, посредством которого происходит электромагнитное взаимодействие.. Электромагнитная волна – это процесс распространения в пространстве электромагнитных колебаний или иначе: распространение переменного электромагнитного поля. Источником электромагнитных волн служит электрический коле­бательный контур или проводник, по которому течет переменный электрический ток, так как для возбуж­дения электромагнитных волн необходимо создать в пространстве переменное магнитное поле.

2.СВОЙСТВА:

1)Электромагнитная волна является поперечной(скорость ее u перпендикулярна взаимно перпендикулярным направлениям, в которых колеблются вектор напряженности электрического поля Е и вектор индукции магнитного поля В :u^ Е ^ В – это одно из основных свойств электромагнитной волны .

2) электромагнитные волны всех l распространяются в вакууме (или в воздухе) с одинаковой скоростью, равной скорости света в вакууме: с = 3×10⁸ м/с. . Электромагнитные волны в вакууме — это диспергирующие волны

3) векторы Е и Н взаимно перпендикулярны и образуют с направлением распространения волны правовинтовую систему;

4) взаимно перпендикулярные векторы Е и Н колеблются синфазно, а их амплитуды связаны соотношением:

При распространении эл. волн происходят периодически повторяющиеся изменения электрического и магнитного полей. Эти изменения изображают в виде колебаний векторов напряженности Н и Е в каждой точке пространства. Колебания их в каждой точке эл. волны происходят в одинаковых фазах и по двум взаимно перпендикулярным направлениям, которые в свою очередь перпендикулярны вектору скорости u. Взаимные расположения этих 3 векторов определяется правилом правого винта: если головку винта расположить в плоскости векторов Е и Н и поворачивать ее в направлении от Е к Н, то поступательно движение винта укажет направление вектора u.

Электромаг­нитная волна определенной фиксированной частоты, которая является синусоидальной электромагнитной волной называется монохроматической волной.

Волновое уравнение, описывающее распростране­ние электромагнитных волн в однородной изотропной среде имеет вид:

Векторы Е и Н — векторы напряженностей электрического и магнитного полей,

ε и μ — диэлектрическая и магнитная проницаемость среды ,

ε₀ и μ₀ — электрическая и магнитная постоянные,

∆ — оператор Лапласа:

То есть сумма частных производных по направлениям x, y,z. Решение волнового уравнения имеет вид:

Из системы следует, что векторы Е и Н колеблются синфазно, то есть одновременно дости­гают максимума и одновременно обращаются в 0.

Скорость распространения электромагнитных волн — это фазовая скорость.

V =

т.о.скорость зависит от среды, но в ва­кууме, где ε = μ =1 — скорость распространения волны равна скорости света v=c v_света=3·10⁸м/с