Электромагнитные волны

Содержание

Слайд 2

ЛИТЕРАТУРА: Иродов И.Е. Основные законы. Волновые процессы; Основные законы. Квантовая физика

ЛИТЕРАТУРА:
Иродов И.Е. Основные законы. Волновые процессы; Основные законы. Квантовая физика
Орир Дж.

Физика. Полный курс.
Джанколи Д. Физика. Том 2.
Матвеев А.Н. Курс общей физики. Том 4,5.
Савельев И.А. Курс общей физики. Том 3.
Трофимова Т.И. Курс физики.
Сивухин Д.В. Общий курс физики. Том 4, 5.
Слайд 3

Уравнения Максвелла Электростатика Электродинамика – закон Кулона – сила Лоренца –

Уравнения Максвелла

Электростатика

Электродинамика

– закон Кулона

– сила Лоренца

– уравнения Максвелла
(в вакууме)

 

 

 

 

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

Слайд 4

Частное решение – плоские бегущие волны Одномерное волновое уравнение: волновое уравнение

 

 

 

 

Частное решение – плоские бегущие волны

 

 

 

Одномерное волновое уравнение:

волновое уравнение

- волновое

уравнение плоской электромагнитной волны, распространяющейся вдоль оси X
Слайд 5

 

 

 

 

 

Слайд 6

Существование электромагнитных волн было предсказано Фарадеем, а затем Максвелл обосновал их

Существование электромагнитных волн было предсказано Фарадеем, а затем Максвелл обосновал их

существование. Герц экспериментально подтвердил справедливость теории Максвелла. Если возбудить с помощью колеблющейся системы переменное электромагнитное поле, то в окружающем пространстве возникнет последовательность взаимно превращающихся друг в друга переменных электрических и магнитных полей, распространяющихся от точки к точке в виде электромагнитных волн.

51

Слайд 7

Гармоническая (монохроматическая) волна с - фазовая скорость уравнение плоской электромагнитной волны,

Гармоническая (монохроматическая) волна

 

 

 

с - фазовая скорость

уравнение плоской электромагнитной волны, распространяющейся вдоль

оси X

– длина волны

направление распростра-нения волны

 

 

 

 

Слайд 8

Свойства гармонических волн

Свойства гармонических волн

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 9

Поток энергии – объемная плотность электромагнитной энергии скорость переноса энергии плоской

Поток энергии

 

 

– объемная плотность электромагнитной энергии

скорость переноса энергии плоской гармонической волной

в вакууме равна скорости света

 

вектор Пойнтинга (вектор Умова — Пойнтинга)

Плотность потока энергии - энергия, переносимая волной в 1 с через единичную площадку, перпендикулярную скорости волны.

Слайд 10

Электромагнитные волны в диэлектриках – уравнения Максвелла в среде – материальные

Электромагнитные волны в диэлектриках

 

 

– уравнения Максвелла в среде

– материальные уравнения

– граничные

условия
(в отсутствии сторонних зарядов и токов проводимости)
Слайд 11

Среда ε = const, μ = const, σ = 0. В

Среда ε = const, μ = const, σ = 0.
В отсутствии

сторонних зарядов и токов проводимости

 

 

 

– скорость распространения
электромагнитной волны в диэлектрике

Слайд 12

Давление и импульс электромагнитных волн Внутри проводника электрическое поле отсутствует на

Давление и импульс электромагнитных волн

Внутри проводника электрическое поле отсутствует

 

 

на границе

падающая волна

отраженная волна

идеальный проводник

 

 

 

 

 

 

Слайд 13

электромагнитная волна обладает импульсом Давление оказывает магнитное поле , w – объемная плотность энергии падающей волны

электромагнитная волна обладает импульсом

 

Давление оказывает магнитное поле

, w – объемная плотность

энергии падающей волны

 

 

Слайд 14

импульс, переданный проводнику за Δt падающая волна отраженная волна

импульс, переданный проводнику за Δt

 

 

падающая волна

отраженная волна

 

 

 

Слайд 15

Излучение электромагнитных волн. Вибратор Герца – вибратор Герца (электрический диполь, момент которого изменяется со временем)

Излучение электромагнитных волн. Вибратор Герца

 

– вибратор Герца (электрический диполь, момент которого
изменяется

со временем)

 

Слайд 16

Диаграмма направленности излучения диполя

Диаграмма направленности
излучения диполя

 

 

 

 

Слайд 17

Основные законы геометрической оптики Закон прямолинейного распространения света В однородной среде

Основные законы геометрической оптики

Закон прямолинейного распространения света
В однородной среде свет распространяется

по прямым линиям.
Закон теряет силу в явлениях дифракции света.

Закон независимости световых пучков
Действие световых пучков является независимым, т.е. суммарный эффект представляет собой сумму вкладов каждого светового пучка в отдельности.
Закон теряет силу в явлениях интерференции света.

Геометрическая оптика

Слайд 18

Закон отражения света Луч падающий, нормаль к отражающей поверхности и луч

Закон отражения света

Луч падающий, нормаль к отражающей поверхности и луч

отраженный лежат в одной плоскости, углы между лучами и нормалью равны между собой.
Слайд 19

Закон преломления света Падающий и преломленный лучи лежат в одной плоскости

Закон преломления света

Падающий и преломленный лучи лежат в одной плоскости

с нормалью к границе раздела и связаны между собой соотношением:
Слайд 20

Полное внутреннее отражение θпр − предельный угол При θ1 > θпр весь падающий свет полностью отражается

Полное внутреннее отражение

θпр − предельный угол

При θ1 > θпр весь

падающий свет полностью отражается
Слайд 21

Принцип Ферма 1 2 ds − оптическая длина пути Принцип Ферма:

Принцип Ферма

1

2

ds

− оптическая длина пути

Принцип Ферма: Свет распространяется по наименьшему оптическому

пути.

Принцип Ферма

Обратимость световых лучей
Закона отражения света
Закон преломления света

Слайд 22

Отражение на сферической поверхности Вогнутое зеркало − формула сферического зеркала −

Отражение на сферической поверхности

Вогнутое зеркало

− формула сферического зеркала

− фокусное расстояние

Правило

знаков: отрезки, отсчитываемые в направлении распространения света от точки S, считаются положительными отрицательными в обратном .

Выпуклое зеркало

Слайд 23

Преломление на сферической поверхности f1, f2 – фокусные расстояния

Преломление на сферической поверхности

f1, f2 – фокусные расстояния

Слайд 24

Преломление в линзе. Формула линзы Тонкая линза − система из двух

Преломление в линзе. Формула линзы

Тонкая линза − система из двух сферических

поверхностей малой толщины.

Собирающая линза

Рассеивающая линза

главная оптическая ось

F1 − передний фокус

F2 − задний фокус

S − оптический центр

Слайд 25

a1 − расстояние до источника, a2 − расстояние до изображения −

a1 − расстояние до источника, a2 − расстояние до изображения

формула линзы

f > 0 − собирающая линза, f < 0 − рассеивающая линза

− фокусное расстояние линзы