КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Электромагнитные волны. (Энергия электромагнитного поля(Энергия электромагнитного поля. Диаграмма направленности излучения. Давление электромагнитной волны. Импульс и масса электромагнитного поля.)
Энергия, поток энергии электромагнитной волны Энергия электромагнитного поля складывается из энергии электрического поля и энергии магнитного поля. Следовательно, согласно (1.37) и (3.41), для плотности энергии электромагнитного поля можно записать: Используя полученное соотношение (Е), выражение для плотности энергии, например, электрического поля можно переписать в виде: Т.е. плотность энергии электрического поля равна плотности энергии магнитного поля. В этом случае объемная плотность энергии электромагнитного поля будет равна, например, удвоенной плотности энергии электрического поля: Опять же, используя соотношение (Е), выражение для плотности энергии электромагнитного поля можно переписать в виде: Используя найденное выражение для скорости электромагнитной волны ‑ , выражение для плотности потока энергии запишем как: Величина имеет размерность . Эта величина представляет собой плотность потока энергии электромагнитной волны ‑ количество энергии, проходящей через единичную площадку (один квадратный метр поверхности), перпендикулярной направлению распространения волны, за единицу времени (одну секунду). Эта величина называется вектором Умова-Пойтинга, и обозначается символом . Таким образом, можно записать: (5.11) Соответственно, поток энергии через поверхность будет равен: (5.12) Эта формула справедлива для произвольных полей, произвольных поверхностей и в любых средах.
Энергетический баланс при прохождении тока по проводнику Пусть по проводнику протекает стационарный ток и при этом на данном участке сторонние силы отсутствуют. В этом случае Выделим внутри проводника соосный цилиндр, радиуса и высотой (см. рис. 5.18). В любой точке вектор напряженности электрического поля направлен вдоль оси проводника вверх. Вектор , согласно правилу буравчика, с правой стороны цилиндра направлен от нас за чертеж, с левой ‑ из-за чертежа к нам. Тогда вектор Умова-Пойтинга всегда направлен внутрь проводника, к его оси (см. рис. 5.18), перпендикулярно боковой поверхности. Т.е. энергия вливается в проводник. Поток энергии через боковую поверхность цилиндра будет равен: Согласно теореме о циркуляции магнитного поля ‑ ‑ можно записать: В этом случае поток энергии будет равен: Энергия вливается в проводник из окружающего пространства и выделяется в форме Ленц-Джоулева тепла. Пусть теперь в рассматриваемом участке проводника действуют сторонние силы, и их направление совпадает с направлением вектора : Отсюда . Если при этом , то все будет протекать, как и в выше рассмотренном примере ‑ энергия вливается в проводник из окружающего пространства. Только в этом случае ее втекает меньше, за счет наличия сторонних сил. Если , то , . Энергия не втекает в проводник из окружающего пространства и Ленц-Джоулево тепло выделяется за счет сторонних сил. Пусть теперь . В этом случае вектор направлен противоположно вектору , а направление вектора будет таким же, как и в первом случае, так как направление вектора не поменялось (см. рис. 5.19). При этом вектор плотности потока энергии направлен из проводника наружу ‑ энергия вытекает из проводника в окружающее пространство за счет работы сторонних сил. Как нам известно, в цепи может существовать электрический ток только при наличие сторонних сил. На тех участках цепи, где происходит поглощение электромагнитной энергии за счет выделения ее на тех участках где .
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 252; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |