Переменное электромагнитное поле в прозрачном изотропном диэлектрике

Содержание

Слайд 2

Уравнения Максвелла.

 

Уравнения Максвелла.

 

 

Слайд 3

Замечания. Наши уравнения написаны системе единиц, которая носит название системы единиц Гаусса

 

 

Замечания.

Наши уравнения написаны системе единиц, которая носит название системы единиц

Гаусса
Слайд 4

. Физический смысл электродинамической постоянной c. Величина c и есть электродинамическая

. Физический смысл электродинамической постоянной c.

 

 

Величина c и есть электродинамическая

постоянная.
Таким образом, электродинамическая постоянная не просто формальный коэффициент. Она имеет глубинный физический смысл и отражает соотношение величин электрического и магнитного взаимодействия.
Слайд 5

Смысл векторов E и B. Величины ε и μ

Смысл векторов E и B.

 

 

 

 

Величины ε и μ

Слайд 6

Рассмотрим частный случай линейной, изотропной однородной среды, прозрачной для световых волн,

Рассмотрим частный случай линейной, изотропной однородной среды, прозрачной для световых волн,

непроводящей и незаряженной («идеальный диэлектрик»). Таким образом, положим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 7

Рассмотрим частный случай плоского поля, когда векторы E и H зависят

Рассмотрим частный случай плоского поля, когда векторы E и H зависят

только от одной координаты, (например, x).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 8

Переменное электромагнитное поле в неограниченной однородной среде является поперечным и представляет

Переменное электромагнитное поле в неограниченной однородной среде является поперечным и представляет

собой суперпозицию двух независимых друг от друга полей с взаимно-перпендикулярным направлением электрического вектора. В каждом из этих полей электрический и магнитный векторы взаимно перпендикулярны
Слайд 9

Волновое уравнение. Волна. называется волновым уравнением (точнее – это частный случай

Волновое уравнение. Волна.

 

 

 

 

называется волновым уравнением (точнее – это частный случай волнового

уравнения для плоского поля), так как оно является математическим описанием волны.

Волна – это возмущение, которое распространяется в пространстве и, как мы потом увидим, несет с собой энергию.

 

Слайд 10

Уравнение волны описывает процесс во всем безграничном пространстве, кроме области, в

Уравнение волны описывает процесс во всем безграничном пространстве, кроме области, в

которой расположен излучатель и, следовательно, возникают волны. Действие излучателя в простейшем случае учитывается заданием граничных условий: вид функции f задается на границе между излучателем и средой, в которую излучаются волны.

Переменное электромагнитное поле существует в свободном пространстве в виде электромагнитных волн.

Основные свойства электромагнитных волн.

Скорость.

 

Связь между значениями Е и Н.

 

 

 

 

Слайд 11

В этих выражениях верхний знак относится к волне, распространяющейся слева направо

 

 

В этих выражениях верхний знак относится к волне, распространяющейся слева направо

(в направлении возрастания x), нижний – справа налево

 

Взаимное направление векторов E и H.

Из рисунков видно, что E,H и и всегда составляют правую тройку векторов.

Слайд 12

Слайд 13

Произвольно направленная плоская волна. Волновая поверхность. Волновая поверхность – это поверхность,

Произвольно направленная плоская волна. Волновая поверхность.

 

 

 

Волновая поверхность – это поверхность, на

которой значения вектора E одинаковы в данный момент времени.
Слайд 14

Волновое уравнение в общем случае. Сферическая волна. сферическая волна

 

Волновое уравнение в общем случае.
Сферическая волна.

 

 

сферическая волна

 

Слайд 15

Замечания. 1. Электромагнитное поле всегда является решением волнового уравнения, но не

Замечания.
1. Электромагнитное поле всегда является решением волнового уравнения, но не наоборот

– не всякое решение волнового уравнения соответствует реальному волновому полю. Например, сферическая волна, распространяющаяся к излучающему (колеблющемуся) заряду – нереальна. (Однако вообще сходящиеся сферические волны реально могут существовать, например, волна, сходящаяся в фокусе линзы).
2. Мы говорили о том, что электромагнитные волны поперечны. Это относится к свободной электромагнитной волне. Однако если имеются какие-либо ограничивающие экраны, зеркала и пр., то картина становится сложной и в некоторых случаях могут появиться и продольные составляющие полей.

 

 

Слайд 16

Различные виды записи

 

 

 

 

 

 

Различные виды записи