Это выражение легко получить из формулы Ампера

Импульс и давление электромагнитного поля

Формула справедлива и когда электромагнитная волна распространяется в диэлектрике и в проводящей среде. Зная S можно найти поток энергии Ф, т.е. количество энергии, переносимой волной в единицу времени через поверхность F

Электромагнитные волны переносят энергию. Плотность потока энергии равна произведению плотности энергии на скорость волны

Энергия электромагнитных волн

Колебания электрического и магнитного векторов в электромагнитной волне происходят с одинаковой фазой и амплитуды связаны

Плоская электромагнитная волна

Что совпадает со скоростью света в пустоте.

Из уравнения Максвелла вытекает существование электромагнитных волн

Это типичные волновые уравнения. Они неразрывно связаны друг с другом, т.к. получены из уравнений Максвелла, каждое из которых содержити.

с – скорость распространения волн в вакууме (закон Максвелла)

Среда непроводящая с ε, μ. Пусть. Тогда волновое уравнение для

Волновое уравнение для

Вдоль оси х идет распространение волны, волновые поверхностииперпендикулярны х. Электрическое поле вдоль – у, магнитное – вдоль z.

Решения уравнений:

Моментальная фотография плоской электромагнитной волны (иобразуют с направлением распространения волны правовинтовую систему).

Вывод Максвелла – доказательство поперечности электромагнитных волн

Волна в вакууме

Для характеристики переноса энергии волной была введена векторная величина вектор Умова – Пойнтинга, численно равная количеству энергии, переносимой в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную к направлению распространения энергии (плотность потока энергии).

Векторсвязан с плотностью энергии электромагнитного поля W соотношением

ив данной точке пространства изменяются в одинаковой фазе

ивзаимно перпендикулярны и образуют с направлением распространения правовинтовую систему. Поэтому направленияисовпадают

Падая на какое – либо тело, электромагнитная волна должна оказывать на него давление.

Пусть плоская волна падает по нормали на плоскую поверхность слабопроводящего тела. (ε=μ=1)

Электрический векторвозбуждает в теле ток плотности:

Ее магнитное полебудет действовать на возникший ток j с силой на единицу объема проводника

Т. к., то направление f совпадает сволны, т.е. перпендикулярно поверхности

Сила, отнесенная к единице площади, дает p. Согласно вычислениям Максвелла:

r – коэффициент отражения.

Это соотношение подтверждено П.Н. Лебедевым с точностью 0,5%.

Дата добавления: 2014-01-13