Электро-магнитные волны. Лекция 7

Содержание

Слайд 2

Лекция 7. Электромагнитные волны

Лекция 7. Электромагнитные волны

Слайд 3

§ 2. Электромагнитные волны 2.1. Два уравнения Максвелла (две гипотезы) 2.1.1.

§ 2. Электромагнитные волны

2.1. Два уравнения Максвелла (две гипотезы)

2.1.1. Первая гипотеза

Максвелла: “Вихревое электрическое поле”

ЭМИ “по Максвеллу” :

(I)

2.1.2. Вторая гипотеза Максвелла: “Ток смещения”

Теорема о циркуляции “по Максвеллу” :

(II)

Что «толкает электроны»

?

Слайд 4

1) Среда однородная и непроводящая. Следовательно, в ней не может быть

1) Среда однородная и непроводящая. Следовательно, в ней не может быть

токов проводимости;
и зависят только от одной пространственной координаты, например, х – т.е.
и ;
(волна плоская)

Модель:


Слайд 5

2.2. Вывод волнового уравнения (ЭМИ “по Максвеллу”) Теорема о циркуляции “по Максвеллу” :

2.2. Вывод волнового уравнения

(ЭМИ “по Максвеллу”)

Теорема о циркуляции “по Максвеллу”

:
Слайд 6

К выводу уравнения электромагнитной волны x X x+dx Y Z 1

К выводу уравнения электромагнитной волны

x

X

x+dx

Y

Z

1

y

z

z+dz

y+dy

2

3

4

5

6

7

8



контур
“С1”

контур
“С2”

“Σ1”

“Σ2”

0

dx и dy – бесконечно

малые

!!

Слайд 7

(I) (II)

(I)

(II)

Слайд 8

… а теперь дифференцируем эти равенства по координате: и, меняя последовательность

… а теперь дифференцируем эти равенства по координате:
и, меняя последовательность дифференцирования

в правой части, делаем подстановки
Слайд 9

2.3. Важные выводы Уравнения для и идентичны ; Фазовая скорость ,

2.3. Важные выводы

Уравнения для и идентичны ;
Фазовая скорость ,
и даже

БЕЗ СРЕДЫ (ε = 1 μ = 1)
получаем
Свет – электромагнитная волна! v = c/п
3) Решения ?? Например:
Продольная или поперечная
Волна поперечная ! только и в уравнениях!
А ещё … п. 2.4.

!

?

???

Слайд 10

Вибратор Герца 1887: «Об очень быстрых электрических колебаниях» 1888: «О лучах

Вибратор Герца

1887: «Об очень быстрых электрических колебаниях»
1888: «О лучах электрической силы»
1888:

«Об электродинамических волнах в воздухе и их отражении»
Слайд 11

Связанные электро-магнитные поля

Связанные электро-магнитные поля

Слайд 12

Открытие Герца

Открытие Герца

Слайд 13

Открытие Герца 1888: “Это абсолютно бесполезно. Это только эксперимент, который доказывает,

Открытие Герца

1888: “Это абсолютно бесполезно. Это только эксперимент, который доказывает, что

маэстро Максвелл был прав” – Г. Герц
Слайд 14

Приёмник Попова 1895

Приёмник Попова 1895

Слайд 15

E(x,t) = E0 ∙cos(ωt – kx); B(x,t) = B0 ∙cos(ωt –

E(x,t) = E0 ∙cos(ωt – kx);

B(x,t) = B0 ∙cos(ωt – kx

+ ϕ)

kE0sin(ωt – kx) = ωB0 sin(ωt – kx + ϕ)

kB0sin(ωt – kx + ϕ) = ωE0 εε0μμ0sin(ωt – kx)

2.4. Фазовые и амплитудные соотношения для электромагнитной волны

Слайд 16

Вектор Пойнтинга Поток Плотность потока энергии Интенсивность 2.5. Характеристики переноса энергии электромагнитной волной (Пример: задача 7.23)

Вектор Пойнтинга

Поток

Плотность потока энергии

Интенсивность

2.5. Характеристики переноса энергии электромагнитной волной

(Пример: задача 7.23)

Слайд 17

Слайд 18

λ, нм нм нм

λ, нм

нм

нм