Волновые уравнения

Электромагнитные волны удовлетворяют уравнениям аналогичным (1.9)*, которые выводятся из уравнений Максвелла с применением векторного равенства

Для линейной однородной изотропной среды при отсутствии токов () и зарядов (r =0) волновые уравнения для векторов и имеют вид

, , (6)

где и – операторы Лапласа, примененные к векторам и соответственно, они выражаются через операторы Лапласа от скалярных функций

(7)

где – единичные векторы (орты).

В (1.10) приведено выражение для оператора Лапласа, примененного к скалярной функции. Будем далее предполагать, что электромагнитная волна распространяется в направлении оси x (см. рис. 1) со скоростью и при этом вектор колеблется в одной плоскости, например, в плоскости xoy (эту плоскость называют плоскостью поляризации). Тогда вектор будет колебаться в перпендикулярной к ней плоскости xoz [это следует из двух первых уравнений (1)], т.е. в такой линейно поляризованной волне векторы и имеют только по одной составляющей, т.е. .

Следует заметить, что векторы , и образуют правую тройку взаимноперпендикулярных векторов (т.е. направление вектора совпадает с направлением поступательного движения правого буравчика, рукоятка которого вращается от к по наикратчайшему пути).

Для такой линейно поляризованной волны волновые уравнения (6) упростятся и примут вид

, , (8)

где индексы y и z при Е и Н подчеркивают лишь то, что векторы и направлены вдоль взаимно перпендикулярных осей y и z.

Дата добавления: 2014-10-23